本文關鍵詞：介孔炭包覆石墨烯三明治夾心材料及Li-Se和Li-S電池快充放電性能研究

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【摘要】：可充電式鋰離子電池具有很高的能量密度,低的損耗和低的自放電特點,在學術和商業(yè)領域都引起了大眾的關注,在便攜式設備,電動汽車和混合式電動車領域也有很大的應用。在鋰離子電池中,電池的正負極材料時鋰電池的重要組成部分,對鋰離子電池的電化學性能起到非常大的作用。石墨烯是由單層sp2雜化碳原子單層組成,從2004年以來首次被報道獨立存在,在力學,熱學,電學和其他方面擁有極好的優(yōu)異性能,并且成為了化學,物理和材料科學等領域爭相研究的熱點。最近幾年來石墨烯作為電極材料在鋰電池中的應用也引發(fā)了一系列的研究,石墨烯衍生物因其擁有不同的含氧官能團比如氧化石墨烯和還原氧化石墨等可以作為納米結構物質生長的2D基底,同時制備電極材料,此工作己經大量被開展,取得了一定的進展。以石墨烯為基礎的介孔炭包覆材料通過簡單的模板法可以制得。以它作為基底材料進行載硒和載硫制成正極材料后作為鋰硒和鋰硫電池。合成材料則通過X射線衍射儀(XRD),X光電子能譜(XPS),掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)等進行測試。鋰硒電池和鋰硫電池的性能通過循環(huán)伏安圖和充放電曲線和循環(huán)圖進行測試。電池倍率性能測試結果比較讓人滿意,在5 C的電流密度下,在電池經過500圈循環(huán)后,鋰硒電池可以保持在240mA hg-1；而在1C的電流密度下,在電池經過200圈循環(huán)后,鋰硫電池可以保持在700 mA h g-1。其原因可以歸結于石墨烯的高導電性和可以抑制正極材料氧化物的溶解的介孔碳多孔結構。
【關鍵詞】：石墨烯 介孔 模板法 鋰電池
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ127.11;TM912
【目錄】：

• 致謝6-7
• 摘要7-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 緒論13-24
• 1.1 二次電池的背景簡介13-14
• 1.2 高比能鋰離子電池14-16
• 1.2.1 高比能鋰離子電池負極14-15
• 1.2.2 高比能鋰離子電池正極材料15-16
• 1.3 石墨烯基鋰離子電池復合材料16-17
• 1.3.1 石墨烯16-17
• 1.3.2 石墨烯鋰離子電池復合負極材料17
• 1.4 鋰硒及鋰硫電池的引入和發(fā)展17-20
• 1.4.1 多孔材料的概述19
• 1.4.2 碳材料的作用機理19-20
• 1.5 動力鋰離子電池的安全性20-24
• 1.5.1 正極活性物質穩(wěn)定性的影響因素21-22
• 1.5.2 負極活性物質穩(wěn)定性的影響因素22-24
• 第二章 介孔炭的制備及電池負極性能研究24-36
• 2.1 前言24-30
• 2.1.1 多孔材料的概述24
• 2.1.2 介孔分子篩材料24
• 2.1.3 介孔碳的介紹24-26
• 2.1.3.1 介孔材料的概述25
• 2.1.3.2 介孔材料的分類25-26
• 2.1.3.3 介孔炭材料26
• 2.1.4 介孔炭材料的制備方法26-29
• 2.1.4.1 有機凝膠法26-27
• 2.1.4.2 催化活化法27
• 2.1.4.3 模板法27-29
• 2.1.4.4 介孔材料模板合成過程策略29
• 2.1.5 介孔碳的合成方法29-30
• 2.2 實驗部分30-35
• 2.2.1 藥品和儀器30-31
• 2.2.2 實驗步驟31-32
• 2.2.2.1 介孔二氧化硅的合成31
• 2.2.2.2 結構和形貌表征31-32
• 2.2.3 藥品和儀器32-33
• 2.2.4 實驗步驟33-35
• 2.2.4.1 介孔炭的合成33-34
• 2.2.4.2 結構和形貌34-35
• 2.3 本章總結35-36
• 第三章 硒/介孔炭正極材料的制備和表征36-43
• 3.1 引言36-37
• 3.2 實驗部分37-40
• 3.2.1 硒/碳復合正極材料的制備37
• 3.2.2 結構和形貌表征37-39
• 3.2.3 電化學測試39-40
• 3.3 電化學測試結果40-41
• 3.4 本章小結41-43
• 第四章 硫/介孔炭正極材料的制備和表征43-52
• 4.1 引言43-45
• 4.2 實驗部分45-49
• 4.2.1 硫/碳復合正極材料的制備45-46
• 4.2.2 結構和形貌表征46-48
• 4.2.3 電化學測試48-49
• 4.3 電化學測試結果49-51
• 4.4 本章小結51-52
• 第五章 結論52-53
• 參考文獻53-59
• 攻讀碩士學位期間的學術活動及成果情況59

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中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李慧琴;介孔炭包覆石墨烯三明治夾心材料及Li-Se和Li-S電池快充放電性能研究[D];合肥工業(yè)大學;2016年

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本文編號：515521