本文關(guān)鍵詞：鐵和錫基氧化物及其碳復(fù)合材料作為鋰離子電池負(fù)極材料的研究與應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,鋰離子電池由于具有優(yōu)異的綜合性能而備受矚目。隨著社會的不斷發(fā)展,小型便攜式的電子設(shè)備(手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦等)在生活中的應(yīng)用越來越多,新一代電動汽車的商業(yè)化等也對鋰離子電池的性能提出了更高的要求。目前商業(yè)化的鋰離子電池碳類負(fù)極材料,其最大的劣勢就是比能量密度不能滿足人們Ri 益增長的對于鋰離子電池性能的要求,因此,開發(fā)新型的具有更優(yōu)異綜合性能且價格廉價的鋰離子電池負(fù)極材料便顯得尤為迫切。鐵基氧化物與錫基氧化物都具有高比容量、低價格以及環(huán)境友好等特點,因此在鋰離子電池負(fù)極材料的研究過程中備受關(guān)注。但是,這類氧化物單獨作為鋰離子電池負(fù)極材料都具有循環(huán)壽命短、倍率性能差等缺點。針對這些缺點,最有效的改性手段是將其納米化以及結(jié)構(gòu)功能化。本文開展了鐵基氧化物、錫基氧化物的納米化研究并采用與碳類材料(石墨烯、無定形碳、導(dǎo)電高分子)進(jìn)行復(fù)合等手段對其改性,主要工作分為以下三個部分：(1)通過鐵基干凝膠熱處理制備了Fe304與介孔碳的復(fù)合材料,研究了不同加熱溫度、不同升溫速率以及不同保溫時間對復(fù)合材料微觀形貌以及電化學(xué)性能的影響,實驗表明在600℃、5℃/min、6h的條件下制備的復(fù)合材料具有最佳的電化學(xué)性能。(2)通過水熱方式制備Fe304/聚對苯(PPP)、Fe3O4/(PPP-700)(其中(PPP-700)是PPP在N2氣氛下700℃保溫1h所得產(chǎn)物)、SnO2/(PPP-700)二元復(fù)合材料以及SnO2/(PPP-700)/石墨烯(rGO)三元復(fù)合材料,實驗表明(PPP-700)比PPP改性氧化物的效果更好,SnO2/(PPP-700)/rGO三元復(fù)合材料比SnO2/(PPP-700)二元復(fù)合材料具有更優(yōu)異的電化學(xué)性能。(3)制備了納米二氧化錫、石墨烯以及聚苯胺三元復(fù)合材料SnO2-rGO-PANI-實驗表明,聚苯胺具有阻止SnO2/rGO二元復(fù)合材料團(tuán)聚的作用；制備三元復(fù)合材料的過程中,Sn02與氧化石墨烯(GO)存在的最佳質(zhì)量比例為2：1；同時,Sn02的粒徑對于三元復(fù)合材料的電化學(xué)性能影響很大,使用120℃-28 h水熱條件制備的Sn02合成三元復(fù)合材料可以得到最佳的電化學(xué)性能。
【關(guān)鍵詞】：鋰離子電池 鐵基氧化物 錫基氧化物 水熱法 聚對苯 聚苯胺 石墨烯
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM912
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-31
• 1.1 引言11-12
• 1.2 鋰離子電池簡介12-15
• 1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展史12-13
• 1.2.2 鋰離子電池的基本結(jié)構(gòu)以及工作原理13-14
• 1.2.3 鋰離子電池的優(yōu)缺點14-15
• 1.3 鋰離子電池電極材料的研究概況15-22
• 1.3.1 鋰離子電池正極材料15-18
• 1.3.2 鋰離子電池負(fù)極材料18-22
• 1.4 四氧化三鐵(Fe_3O_4)負(fù)極材料的研究進(jìn)展22-23
• 1.4.1 四氧化三鐵的形貌、結(jié)構(gòu)改性研究22-23
• 1.4.2 四氧化三鐵的包覆改性研究23
• 1.5 二氧化錫(SnO_2)負(fù)極材料的研究進(jìn)展23-25
• 1.6 石墨烯的應(yīng)用簡介25-26
• 1.6.1 石墨烯的制備25-26
• 1.6.2 石墨烯在鋰離子電池負(fù)極材料中的應(yīng)用26
• 1.7 導(dǎo)電高分子的應(yīng)用簡介26-28
• 1.7.1 聚對苯(PPP)在鋰離子電池負(fù)極中的應(yīng)用27
• 1.7.2 聚苯胺(PANI)在鋰離子電池負(fù)極中的應(yīng)用27-28
• 1.8 論文的思路和研究內(nèi)容28-31
• 第二章 實驗儀器與方法31-35
• 2.1 實驗試劑與儀器31-32
• 2.1.1 實驗原料31-32
• 2.1.2 實驗設(shè)備32
• 2.2 材料表征32-34
• 2.2.1 X-射線衍射(XRD)分析32
• 2.2.2 掃描電鏡(SEM)分析32-33
• 2.2.3 透射電鏡(TEM)分析33
• 2.2.4 元素分析33
• 2.2.5 比表面積和孔徑分析33
• 2.2.6 紅外分析33
• 2.2.7 拉曼分析33
• 2.2.8 熱重分析(TG)33-34
• 2.3 電化學(xué)性能測試34-35
• 2.3.1 扣式電池的組裝34
• 2.3.2 循環(huán)性能、倍率性能測試34
• 2.3.3 循環(huán)伏安(CV)測試34
• 2.3.4 交流阻抗譜(EIS)測試34-35
• 第三章 鐵基干凝膠制備Fe_3O_4/C復(fù)合材料35-45
• 3.1 材料的制備35-36
• 3.1.1 鐵基干凝膠的制備35
• 3.1.2 Fe_3O_4/C復(fù)合材料的制備35-36
• 3.2 Fe_3O_4/C復(fù)合材料的物相表征和形貌表征36-38
• 3.3 Fe_3O_4/C復(fù)合材料的電化學(xué)性能38-43
• 3.3.1 不同熱處理溫度對Fe_3O_4/C復(fù)合材料的電化學(xué)性能影響38-39
• 3.3.2 不同保溫時間對Fe_3O_4/C復(fù)合材料的電化學(xué)性能影響39-41
• 3.3.3 不同加熱速率對Fe_3O_4/C復(fù)合材料的電化學(xué)性能影響41-42
• 3.3.4 Fe_3O_4/C復(fù)合材料的循環(huán)性能和倍率性能42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-45
• 第四章 聚對苯(PPP)以及(PPP-700)/金屬氧化物復(fù)合材料45-53
• 4.1 材料的制備45-47
• 4.1.1 PPP的制備45
• 4.1.2 (PPP-700)的制備45-46
• 4.1.3 Fe_3O_4/PPP二元復(fù)合材料的制備46
• 4.1.4 Fe_3O_4/(PPP-700)二元復(fù)合材料的制備46
• 4.1.5 SnO_2/(PPP-700)二元復(fù)合材料的制備46
• 4.1.6 SnO_2/(PPP-700)/rGO三元復(fù)合材料的制備46-47
• 4.2 復(fù)合材料的物相表征和形貌分析47-49
• 4.3 復(fù)合材料的電化學(xué)性能49-51
• 4.3.1 PPP與(PPP-700)對Fe_3O_4的改性49-50
• 4.3.2 (PPP-700)與rGO對SnO_2的改性50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-53
• 第五章 納米二氧化錫(SnO_2)/石墨烯(rGO)/聚苯胺(PANI)三元復(fù)合材料53-73
• 5.1 材料的制備53-54
• 5.2 復(fù)合材料SnO_2-rGO-PANI的物相表征和形貌分析54-64
• 5.3 SnO_2-rGO-PANI復(fù)合材料的電化學(xué)性能64-71
• 5.3.1 試樣a-SnO_2-rGO-PANI復(fù)合材料的循環(huán)伏安曲線64-65
• 5.3.2 聚苯胺對于SnO_2-rGO-PANI復(fù)合材料的電化學(xué)性能的影響65-66
• 5.3.3 二氧化錫含量對于SnO_2-rGO-PANI復(fù)合材料的電化學(xué)性能的影響66-67
• 5.3.4 不同條件下合成的二氧化錫對于SnO_2-rGO-PANI復(fù)合材料的電化學(xué)性能的影響67-68
• 5.3.5 三元復(fù)合材料(SnO_2-rGO-PANI)的充放電性能和倍率性能68-70
• 5.3.6 三元復(fù)合材料(a-SnO_2-rGO-PANI)的電化學(xué)阻抗測試曲線70-71
• 5.4 本章小結(jié)71-73
• 第六章 總結(jié)73-75
• 參考文獻(xiàn)75-81
• 致謝81-83
• 個人簡歷83-85
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果85

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