發(fā)布時間：2024-03-11 23:46

　　尖晶石型材料錳酸鋅(ZnMn₂O₄),由于其在地球上儲量豐富,環(huán)境友好,制備過程簡單而且價格較低,使得其成為極具潛力的鋰離子電池負極材料。它是一種轉換機制和合金機制并存的過渡金屬氧化物負極材料,具有很高的比容量(784 mAh g^-1)。但是其自身仍存在著電子電子/離子導電率較低,鋰離子脫嵌過程中體積變化較大和首次不可逆容量大等問題。這極大地制約了Zn Mn₂O₄在鋰離子電池上的應用。因此通過合理改善制備方法,調(diào)控設計特殊形貌,以及進行各種表面修飾來提高ZnMn₂O₄的電化學性能是對其實際應用非常有意義的工作。首先,我們采用簡單的燃燒法利用不同的熱處理溫度合成了粒徑和分散程度不同的尖晶石型ZnMn₂O₄納米顆粒,并研究了材料不同的顆粒尺寸對其電化學性能的影響。隨后我們通過簡單的碳酸鹽反應物共沉淀的方法,制備了微米球形的前驅(qū)體材料,又通過后續(xù)不同的煅燒溫度對最后產(chǎn)物ZnMn₂

【文章頁數(shù)】：167 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
內(nèi)容提要
中文摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池
        1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展
        1.2.2 鋰離子電池的組成及基本原理
    1.3 鋰離子電池負極材料
        1.3.1 負極材料的要求
        1.3.2 負極材料的種類
    1.4 鋰離子電池氧化物負極材料的改性手段
        1.4.1 粒徑控制
        1.4.2 形貌控制
        1.4.3 導電材料修飾
    1.5 過渡金屬復合氧化物負極材料錳酸鋅
        1.5.1 ZnMn₂O₄負極材料的結構
        1.5.2 ZnMn₂O₄負極材料的研究進展
        1.5.3 ZnMn₂O₄存在的問題
    1.6 選題意義與研究內(nèi)容
第2章 實驗材料與測試方法
    2.1 實驗材料
    2.2 材料的結構表征
        2.2.1 X射線衍射分析(XRD)
        2.2.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.3 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.2.4 拉曼散射光譜(Raman)
        2.2.5 X-射線光電子能譜(XPS)
        2.2.6 比表面積測試(BET)
        2.2.7 熱重分析(TG)
        2.2.8 元素分析(EA)
    2.3 材料的電化學測試
        2.3.1 電極片的制備
        2.3.2 紐扣式電池的組裝
        2.3.3 電化學測試
第3章 燃燒法制備ZnMn₂O₄納米顆粒
    3.1 前言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 樣品制備
        3.2.2 材料表征與電化學測試
    3.3 結果與討論
        3.3.1 燃燒過程作用分析
        3.3.2 ZnMn₂O₄材料的形貌
        3.3.3 ZnMn₂O₄材料的電化學性能
    3.4 本章小結
第4章 共沉淀法制備ZnMn₂O₄核殼微米球及其電化學性能探究
    4.1 前言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 樣品制備
        4.2.2 材料的表征
    4.3 結果與討論
        4.3.1 前驅(qū)體的結構與形貌
        4.3.2 ZnMn₂O₄材料的結構與形貌
        4.3.3 核殼微米球的形成機理分析
        4.3.4 ZnMn₂O₄材料的電化學性能
        4.3.5 反應機理分析
    4.4 本章小結
第5章 ZnMn₂O₄的形貌調(diào)控及其對電化學性能的影響
    5.1 前言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 樣品制備
        5.2.2 材料的表征
    5.3 結果與討論
        5.3.1 不同形貌的形成機理
        5.3.2 ZnMn₂O₄材料的結構與形貌
        5.3.3 ZnMn₂O₄材料的電化學性能
        5.3.4 材料的儲鋰機制
    5.4 本章小結
第6章 石墨烯包覆ZnMn₂O₄空心微米球的制備及電化學性能研究
    6.1 前言
    6.2 實驗部分
        6.2.1 樣品制備
        6.2.2 樣品的表征
    6.3 結果與討論
        6.3.1 材料的制備機理
        6.3.2 氧化石墨烯的結構與形貌
        6.3.3 ZnMn₂O₄/RGO復合材料的結構和形貌分析
        6.3.4 ZnMn₂O₄/RGO復合材料的電化學性能測試
    6.4 本章小結
第7章 高容量CMK-3@ZnMn₂O₄鋰離子電池復合材料的結構設計與研究
    7.1 前言
    7.2 實驗部分
        7.2.1 樣品制備
        7.2.2 樣品的表征
    7.3 結果與討論
        7.3.1 材料的結構與形貌
        7.3.2 ZnMn₂O₄@CMK-3復合材料的電化學性質(zhì)
    7.4 本章小結
第8章 結論與展望
參考文獻
作者簡介及攻讀博士學位期間所取得的學術成果..
致謝



本文編號：3926217