在鋰離子電池電極材料中,過渡金屬氧化物由于具有較高的比容量被廣為研究。其中,氧化鐵由于具有高比容量（1007mAh/g）、低成本、資源豐富、無污染等優(yōu)點(diǎn)引起人們的研究興趣。然而,氧化鐵材料在充放電循環(huán)過程中體積形變過大導(dǎo)致電極結(jié)構(gòu)退化,循環(huán)性能變差,嚴(yán)重制約了其在鋰離子電池的應(yīng)用。通過氧化鐵和石墨烯的復(fù)合,一方面提高了電極材料的電傳導(dǎo)性,另一方面石墨烯大的比表面積為氧化鐵的體積形變提供了緩沖空間,能夠很好的改善電極的電化學(xué)性能。首先,通過油浴法和水熱法兩種方法合成了鐵氧化物/石墨烯（Fe2O3/G）負(fù)極復(fù)合材料,并在500℃氬氣氛中退火3h。通過XRD和XPS等表征手段發(fā)現(xiàn)在500℃下退火會(huì)使復(fù)合材料中的部分碳被氧化,進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)用油浴法制備的復(fù)合材料中氧化石墨GO很大一部分未被還原成為石墨烯。在100mA/g的電流密度下,經(jīng)過50次循環(huán)后,電池比容量穩(wěn)定在350 mAh/g左右,容量較低歸因于材料中的石墨烯含量較多,另一方面,用水熱法制備的材料電荷轉(zhuǎn)移阻抗小于用油浴法制備的材料,因此將在下一步實(shí)驗(yàn)中將調(diào)整石墨烯和金屬氧化物的比例并通過水熱法制備復(fù)合材料。接著,通過水熱法制備不同配比的F... 

【文章來源】：廣西大學(xué)廣西壯族自治區(qū) 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池
        1.2.1 鋰離子電池的結(jié)構(gòu)
        1.2.2 鋰離子電池的工作原理
        1.2.3 鋰離子電池的特點(diǎn)
    1.3 鋰離子電池負(fù)極材料研究進(jìn)展
        1.3.1 碳負(fù)極材料
        1.3.2 非碳負(fù)極材料
        1.3.3 復(fù)合電極材料
    1.4 石墨烯及石墨烯復(fù)合材料
        1.4.1 石墨烯
        1.4.2 石墨烯復(fù)合材料
    1.5 選題依據(jù)和主要研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料、儀器和研究方法
    2.1 主要化學(xué)試劑
    2.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備
    2.3 負(fù)極材料的制備
        2.3.1 油浴法
        2.3.2 水熱法
    2.4 負(fù)極片的制備與電池組裝
    2.5 材料的表征測(cè)試
        2.5.1 X射線衍射（XRD）
        2.5.2 透射電子顯微鏡（TEM）
        2.5.3 X射線光電子能譜（XPS）
        2.5.4 熱重分析（TGA）
    2.6 材料的電化學(xué)性能測(cè)試
        2.6.1 充放電循環(huán)性能測(cè)試
        2.6.2 倍率性能測(cè)試
        2.6.3 循環(huán)伏安法（CV）及電化學(xué)阻抗譜測(cè)試（EIS）
第三章 不同方法制備氧化鐵/石墨烯復(fù)合材料及其電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 油浴法制備氧化鐵/石墨烯復(fù)合材料
        3.2.2 水熱法制備氧化鐵/石墨烯復(fù)合材料
        3.2.3 電池組裝及測(cè)試
    3.3 分析討論
    3.4 本章小結(jié)
第四章 不同配比氧化鐵/石墨烯復(fù)合材料的電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 制備不同配比的石墨烯復(fù)合氧化鐵負(fù)極材料
        4.2.2 電池組裝及測(cè)試
    4.3 分析討論
    4.4 本章小結(jié)
第五章 錫摻雜氧化鐵/石墨烯復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 制備不同Sn摻雜的氧化鐵/石墨烯復(fù)合材料
        5.2.2 電池組裝及測(cè)試
    5.3 分析與討論
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 實(shí)驗(yàn)總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文情況


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋰電池負(fù)極材料氧化錫多孔疏松納米球的制備、表征及電化學(xué)性能研究[J]. 李哲,魏志勇,王恒,高楓,周開塬,陳廣義,梁繼才,張萬喜.  功能材料. 2013(13)
[2]石墨烯的功能化及其相關(guān)應(yīng)用[J]. 黃毅,陳永勝.  中國(guó)科學(xué)（B輯:化學(xué)）. 2009(09)
[3]鋰離子電池碳納米管負(fù)極材料儲(chǔ)鋰性能研究[J]. 李昌明,趙靈智,劉志平,張仁元,李偉善.  化工新型材料. 2009(06)
[4]鋰離子電池炭負(fù)極材料研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 殷雪峰,劉貴昌.  炭素技術(shù). 2004(03)
[5]鋰離子電池用硅/碳復(fù)合負(fù)極材料[J]. 王保峰,楊軍,解晶瑩,王可,文鐘晟,喻獻(xiàn)國(guó).  化學(xué)學(xué)報(bào). 2003(10)



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