鋰離子電池作為一種新型儲(chǔ)能材料具有很多優(yōu)點(diǎn),其中能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)比較突出,在很多現(xiàn)代化電動(dòng)、電子等設(shè)備上得到了廣泛的應(yīng)用。二氧化鈦因?yàn)槠湓谧匀唤鐑?chǔ)藏量較大、體積變化小、具有較高的電壓窗口的特點(diǎn)被認(rèn)為是一種有利的可應(yīng)用的鋰離子電池負(fù)極材料。雖然經(jīng)過(guò)理論計(jì)算,它的比容量很高（335 mAh/g）,但是它的離子擴(kuò)散能力以及導(dǎo)電性很低,使得實(shí)際比容量相差很大,使其不能在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中得到應(yīng)用。研究表明,通過(guò)合成某些特殊結(jié)構(gòu)可以提高二氧化鈦的電化學(xué)性能。本論文通過(guò)一步合成法以及陽(yáng)極氧化法合成兩種二氧化鈦的特殊結(jié)構(gòu),并分別對(duì)它們的電池性能進(jìn)行了研究。采用一步合成法,以TiC為原料在350℃條件下合成出具有核殼結(jié)構(gòu)的TiC@C-TiO₂樣品,研究材料的形貌、結(jié)構(gòu)、電化學(xué)性能。結(jié)果表明:材料具有明顯的核殼多孔結(jié)構(gòu),外殼成分是含有C的TiO₂,內(nèi)部是未被氧化的TiC,作為鋰電池負(fù)極材料在1 A/g和10 A/g的不同大小電流密度下比容量分別為253.6 mAh/g以及158.1 mAh/g,而且在10 A/g電流密度下循環(huán)400圈后比容量為... 

【文章來(lái)源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池簡(jiǎn)介
        1.2.1 鋰離子電池發(fā)展史及工作原理
        1.2.2 鋰離子電池負(fù)極材料研究進(jìn)展
    1.3 二氧化鈦簡(jiǎn)介
        1.3.1 二氧化鈦納米材料的結(jié)構(gòu)性質(zhì)
        1.3.2 二氧化鈦納米材料的制備
        1.3.3 TiO_2 納米管的合成方法
        1.3.4 陽(yáng)極氧化納米管形成機(jī)理
        1.3.5 二氧化鈦負(fù)極材料的研究現(xiàn)狀
    1.4 二氧化鈦的改性研究
    1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容及意義
第2章 TiC@C-TiO_2 的制備、表征及性能測(cè)試
    2.1 樣品制備及設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)中用到的設(shè)備
        2.1.2 樣品制備過(guò)程
    2.2 材料物性表征
        2.2.1 X射線衍射分析(XRD)
        2.2.2 掃描電子顯微鏡分析(SEM)
        2.2.3 透射電子顯微鏡分析(TEM)
        2.2.4 X射線光電子能譜分析(XPS)
    2.3 半電池組裝及主要性能指標(biāo)
        2.3.1 扣式電池組裝
        2.3.2 鋰電池的主要性能指標(biāo)
    2.4 材料電化學(xué)性能測(cè)試
        2.4.1 交流阻抗測(cè)試(EIS)
        2.4.2 循環(huán)伏安測(cè)試(CV)
        2.4.3 恒流充放電測(cè)試
    2.5 計(jì)算方法
第3章 核殼結(jié)構(gòu)TiC@C-TiO_2 的研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 試樣的制備
        3.2.2 性能表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 XRD物相分析
        3.3.2 形貌分析
        3.3.3 XPS結(jié)構(gòu)分析
        3.3.4 電化學(xué)性能表征
        3.3.5 第一性原理計(jì)算
    3.4 本章小結(jié)
第4章 ZrO_2/TiO_2 納米管的制備及其電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.4 實(shí)驗(yàn)材料與方法
    4.5 結(jié)果與討論
        4.5.1 形貌分析
        4.5.2 物相分析
        4.5.3 電化學(xué)性能分析
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]陽(yáng)極氧化法制備二氧化鈦納米管陣列的形貌[J]. 譚志謀,王慧潔,楊杭生,張孝彬.  材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2013(03)
[2]TiO2納米管陽(yáng)極氧化制備機(jī)理及熱處理對(duì)其影響[J]. 殷廣明,劉大錳,陳偉,闞偉.  無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2012(06)
[3]陽(yáng)極氧化法制備二氧化鈦納米管陣列的研究[J]. 寧成云,王玉強(qiáng),鄭華德,譚幗馨,鄧春林,劉緒建.  化學(xué)研究與應(yīng)用. 2010(01)

碩士論文
[1]陽(yáng)極氧化法制備自組裝二氧化鈦納米管陣列研究[D]. 王強(qiáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[2]TiO2納米管陣列可控制備及其改性研究[D]. 袁寶.合肥工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3163818