鋰離子電池因能量密度大和循環(huán)壽命長,已在便攜式電子設(shè)備等諸多領(lǐng)域廣泛使用。石墨是目前商品化鋰離子電池負(fù)極材料。石墨具有資源豐富、價格低廉和性能穩(wěn)定的優(yōu)點,其表現(xiàn)出的高可逆容量,及其本身由于溶劑共插入而較少剝落的現(xiàn)象受到科學(xué)研究者們的關(guān)注,但它所存在的比容量、循環(huán)性能和倍率性能不理想問題,導(dǎo)致它并不能滿足現(xiàn)代高性能電子設(shè)備及電動汽車的需求。因此,進(jìn)一步提高石墨負(fù)極的電化學(xué)性能具有重要意義。石墨烯量子點是1-2 nm的新型碳材料,它的引入可減少石墨表面SEI膜的形成及鋰離子嵌入及脫嵌的各向異性。首先,以檸檬酸和半胱氨酸為原料通過熱裂解合成石墨烯量子點,然后與石墨負(fù)極材料復(fù)合,最后在惰性氣氛中于400℃下煅燒5 h制得石墨烯量子點-石墨復(fù)合物。采用掃描電鏡、透射電鏡和X-射線衍射等表征手段對材料的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行表征。尺寸僅為1-2 nm的石墨烯量子點均勻分布在微米級石墨表面。盡管復(fù)合過程并不會影響石墨的原有晶體結(jié)構(gòu),但石墨烯量子點的加入使石墨晶體表面更平坦,導(dǎo)致其衍射峰強(qiáng)度明顯增加。此外,石墨烯量子點的引入顯著改善了復(fù)合材料的電導(dǎo)率,進(jìn)而增加了復(fù)合材料的電化學(xué)響應(yīng)性能。石墨烯量子點-石墨復(fù)合...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 鋰離子電池簡述
        1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展概況
        1.2.2 鋰離子電池的結(jié)構(gòu)特征
        1.2.3 鋰離子電池的工作原理
    1.3 石墨負(fù)極材料
        1.3.1 石墨材料簡介
        1.3.2 石墨負(fù)極脫嵌鋰性能研究
        1.3.3 石墨材料的改性研究
    1.4 石墨烯
        1.4.1 石墨烯介紹
        1.4.2 石墨烯的制備
        1.4.3 石墨烯在能源設(shè)備中的應(yīng)用
    1.5 石墨烯量子點
        1.5.1 石墨烯量子點介紹
        1.5.2 石墨烯量子點的應(yīng)用
    1.6 鈦酸鋰(Li₄Ti₅O₁₂)
        1.6.1 鈦酸鋰(Li₄Ti₅O₁₂)介紹
        1.6.2 鈦酸鋰(Li₄Ti₅O₁₂)在鋰離子電池中的應(yīng)用
    1.7 課題研究內(nèi)容與意義
        1.7.1 課題研究內(nèi)容
        1.7.2 課題研究目標(biāo)
        1.7.3 課題研究意義
第二章 石墨烯量子點-石墨復(fù)合負(fù)極材料
    2.1 引言
    2.2 實驗試劑及儀器設(shè)備
        2.2.1 實驗試劑
        2.2.2 實驗儀器設(shè)備
    2.3 石墨烯量子點的制備
    2.4 石墨烯量子點-石墨復(fù)合負(fù)極材料的制備及性能研究
        2.4.1 石墨烯量子點-石墨復(fù)合負(fù)極材料的制備
        2.4.2 石墨烯量子點-石墨復(fù)合材料的表征及分析
        2.4.3 石墨烯量子點-石墨電極材料紐扣半電池組裝
        2.4.4 石墨烯量子點-石墨復(fù)合材料的電化學(xué)性能測試及分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章N摻雜石墨烯/石墨復(fù)合負(fù)極材料
    3.1 引言
    3.2 實驗試劑及儀器設(shè)備
        3.2.1 實驗試劑
        3.2.2 實驗儀器設(shè)備
    3.3 石墨烯/石墨復(fù)合負(fù)極材料的制備及性能研究
        3.3.1 石墨烯/石墨復(fù)合負(fù)極材料的制備
        3.3.2 石墨烯/石墨復(fù)合材料的表征及分析
        3.3.3 石墨烯/石墨電極材料紐扣半電池的組裝
        3.3.4 石墨烯/石墨復(fù)合材料的電化學(xué)性能測試及分析
    3.4 N摻雜石墨烯/石墨復(fù)合負(fù)極材料的制備及性能研究
        3.4.1 N摻雜石墨烯/石墨復(fù)合負(fù)極材料的制備
        3.4.2 N摻雜石墨烯/石墨復(fù)合材料的表征及分析
        3.4.3 N摻雜石墨烯/石墨電極材料紐扣半電池的組裝
        3.4.4 N摻雜石墨烯/石墨復(fù)合材料的電化學(xué)性能測試及分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 石墨烯量子點-Li₄Ti₅O₁₂/石墨烯/石墨復(fù)合負(fù)極材料
    4.1 引言
    4.2 實驗試劑及儀器設(shè)備
        4.2.1 實驗試劑
        4.2.2 實驗儀器設(shè)備
    4.3 Li₄Ti₅O₁₂/石墨復(fù)合負(fù)極材料的制備及性能研究
        4.3.1 Li₄Ti₅O₁₂/石墨復(fù)合負(fù)極材料的制備
        4.3.2 Li₄Ti₅O₁₂/石墨復(fù)合材料的表征及分析
        4.3.3 Li₄Ti₅O₁₂/石墨電極材料紐扣半電池的組裝
        4.3.4 Li₄Ti₅O₁₂/石墨復(fù)合材料的電化學(xué)性能測試及分析
    4.4 石墨烯量子點-Li₄Ti₅O₁₂/石墨烯/石墨復(fù)合負(fù)極材料的制備及性能研究
        4.4.1 石墨烯量子點-Li₄Ti₅O₁₂/石墨烯/石墨復(fù)合負(fù)極材料的制備
        4.4.2 石墨烯量子點-Li₄Ti₅O₁₂/石墨烯/石墨復(fù)合材料的表征及分析
        4.4.3 石墨烯量子點-Li₄Ti₅O₁₂/石墨烯/石墨電極材料紐扣半電池的組裝
        4.4.4 石墨烯量子點-Li₄Ti₅O₁₂/石墨烯/石墨復(fù)合材料的電化學(xué)性能測試及分析
    4.5 本章小結(jié)
主要結(jié)論與展望
    主要結(jié)論
    展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄:攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文



本文編號：3842290