錳氧化物具有成本低、無毒、材料豐富、工作電壓高等優(yōu)點,可作為良好的鋅離子電池的正極材料。其中α-MnO₂具有雙鏈結(jié)構,屬于四方晶系,每個晶胞中含有8個MnO₂分子,并具有(1×1)和(2×2)的隧道結(jié)構。Zn²⁺可以在其隧道中可逆且快速的嵌入和脫出,是近年來很有應用前景的正極材料。然而,二氧化錳的容量衰減快、導電性差等缺點,限制了其電化學性能,從而使其不能大量應用于商業(yè)中。因此,本文主要從以下幾個方面來改善α-MnO₂作為鋅離子電池正極材料的電化學性能:(1)通過水熱法合成α-MnO₂正極材料。探索不同反應時間對所制備材料性能的影響。結(jié)果顯示,在反應6 h后得到的材料電化學性能最佳。由SEM圖顯示,該材料形貌是由納米棒堆積而成的空心海膽狀球形顆粒,其形貌較好,顆粒均勻,直徑約為5μm。電化學測試結(jié)果顯示,在電壓范圍為0.8-2.0 V,電流密度為100 mA g^-1下,電池首次放電比容量為150 mAh g^-1,循環(huán)50次后的比容量為...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋅離子電池簡介
        1.2.1 鋅離子電池的發(fā)展
        1.2.2 鋅離子電池的特點
        1.2.3 鋅離子電池的組成
        1.2.4 鋅離子電池的工作原理
    1.3 鋅離子電池正極材料的研究進展
        1.3.1 二氧化錳
        1.3.2 α-Mn₂O
        1.3.3 釩化合物
        1.3.4 ZnMn₂O
        1.3.5 普魯士藍
    1.4 鋅離子電池負極材料的研究進展
    1.5 水性電解液
    1.6 隔膜
    1.7 本論文的研究意義和主要研究工作
第二章 實驗使用試劑及相關儀器
    2.1 實驗使用的主要試劑
    2.2 實驗主要儀器
    2.3 主要測試方法
    2.4 測試電極的制備及電池組裝
        2.4.1 測試電極的制備
        2.4.2 電池的組裝
第三章 α-MnO₂ 的水熱法制備及電化學性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 XRD分析
        3.3.2 SEM分析
        3.3.3 BET分析
        3.3.4 電池的循環(huán)伏安分析
        3.3.5 電池的充放電曲線分析
        3.3.6 電池的循環(huán)性能測試
        3.3.7 電池的交流阻抗分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 Zr摻雜二氧化錳的合成及電化學性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 XRD分析
        4.3.2 SEM及 EDS分析
        4.3.3 BET分析
        4.3.4 電池的循環(huán)伏安分析
        4.3.5 電池的充放電曲線分析
        4.3.6 電池的循環(huán)性能分析
        4.3.7 交流阻抗分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 α-MnO₂@C復合材料的制備及電化學性能研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
    5.3 結(jié)果和討論
        5.3.1 XRD分析
        5.3.2 SEM和 TEM分析
        5.3.3 BET分析
        5.3.4 電池的循環(huán)伏安分析
        5.3.5 電池的充放電曲線分析
        5.3.6 電池的循環(huán)性能測試
        5.3.7 電池的交流阻抗分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 聚苯胺包覆MnO₂ 復合材料的合成及電化學性能
    6.1 引言
    6.2 實驗部分
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 XRD分析
        6.3.2 SEM和 TEM分析
        6.3.3 BET分析
        6.3.4 電池的循環(huán)伏安分析
        6.3.5 電池的充放電曲線分析
        6.3.6 電池的循環(huán)性能分析
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
個人簡歷
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文



本文編號：3828550