鋰離子電池作為一種新型環(huán)保節(jié)能的綠色電池,因其具備環(huán)保性、高比容量、長壽命和高安全性等特點在新能源領(lǐng)域備受關(guān)注,并且其在電動汽車等大型動力設(shè)備上具有很大應(yīng)用潛能。負極材料是影響鋰離子電池性能的關(guān)鍵因素之一,然而現(xiàn)在商業(yè)化的石墨負極材料理論容量相對較低,所以限制了其在儲能領(lǐng)域的應(yīng)用。因此研制可以替代石墨負極材料的新型高性能負極材料已經(jīng)成為迫在眉睫的問題,也成為鋰離子電池實現(xiàn)飛躍的前提。為了滿足要求,各國的研究者們都在致力于尋求新型高性能負極材料。近年來過渡金屬Co單質(zhì)因其具備來源豐富、成本低、環(huán)保和理論比容量較高等優(yōu)點逐漸成為鋰離子電池負極材料研究的熱門人選。但是單質(zhì)Co作為鋰離子電池負極材料在充放電過程中容易發(fā)生較大的體積膨脹,導(dǎo)致材料發(fā)生焚化、失活等現(xiàn)象,從而導(dǎo)致儲鋰性能大幅減低。本論文通過采用納米化和與碳納米纖維復(fù)合的方式來改善單質(zhì)Co的電化學(xué)性能。本論文以乙酸鈷(Co(CH3COO)2.4H2O)作為鈷的前驅(qū)體和聚丙烯腈(PAN)作為碳的前驅(qū)體采用靜電紡絲、預(yù)氧化和碳化等工藝制備得到靜電紡Co/C納米復(fù)合纖維。為了探索前驅(qū)體中不同鈷含量對材料結(jié)構(gòu)和性能的影響,我們使用了場發(fā)射掃描...

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池
        1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展概況
        1.2.2 鋰離子電池的工作原理
        1.2.3 鋰離子電池的優(yōu)缺點
        1.2.4 鋰離子電池負極材料的發(fā)展及種類
    1.3 納米材料
        1.3.1 納米材料的定義
        1.3.2 一維納米材料與靜電紡絲
    1.4 靜電紡絲技術(shù)
        1.4.1 靜電紡絲技術(shù)的研究背景
        1.4.2 靜電紡絲技術(shù)的裝置和原理
        1.4.3 靜電紡絲過程中影響因素
        1.4.4 靜電紡絲法制備納米纖維的應(yīng)用
        1.4.5 靜電紡絲碳納米纖維在鋰離子電池材料上的應(yīng)用
    1.5 本課題的選題意義和研究內(nèi)容
第二章 實驗部分
    2.1 實驗儀器和藥品
        2.1.1 實驗儀器
        2.1.2 實驗藥品
    2.2 材料的表征測試方法
        2.2.1 材料的形貌表征
        2.2.2 材料的物相結(jié)構(gòu)分析
        2.2.3 材料的熱重分析(TG)
    2.3 材料的電池性能測試評估
        2.3.1 電極的制作及扣式電池的組裝
        2.3.2 恒流充放電測試
        2.3.3 交流阻抗測試
第三章 靜電紡絲制備Co/C納米復(fù)合纖維
    3.1 引言
    3.2 靜電紡絲Co/C納米復(fù)合纖維的制備
        3.2.1 靜電紡絲前驅(qū)液的配置
        3.2.2 靜電紡絲的過程
        3.2.3 靜電紡絲纖維的預(yù)氧化
        3.2.4 靜電紡絲纖維的碳化
    3.3 靜電紡納米纖維的表征
        3.3.1 靜電紡Co/C納米復(fù)合纖維的熱重測試分析
        3.3.2 靜電紡Co/C納米復(fù)合纖維的物相分析
        3.3.3 靜電紡納米纖維的形貌表征
        3.3.4 優(yōu)化的靜電紡納米纖維的形貌表征
    3.4 本章小結(jié)
第四章 靜電紡Co/C納米復(fù)合纖維的鋰電性能研究
    4.1 靜電紡Co/C納米復(fù)合纖維的首次和第二周充放電曲線
    4.2 靜電紡Co/C納米復(fù)合纖維的循環(huán)性能測試
    4.3 靜電紡Co/C納米復(fù)合纖維在不同電流密度下的倍率性能測試
    4.4 靜電紡Co/C納米復(fù)合纖維的交流阻抗測試
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表論文及參與科研項目
致謝



本文編號：3946951