【摘要】：近年來,伴隨著能源資源的日益枯竭和環(huán)境問題的日漸嚴重,發(fā)展適應現(xiàn)代社會的清潔能源和儲能系統(tǒng)已成為當務之急。鋰離子電池因其具有高效、成本低、環(huán)境友好等優(yōu)點,已成為高性能電池的代表,廣泛用于手機、筆記本、相機等高耗能電子設備。傳統(tǒng)的石墨負極材料由于理論比容量較低,限制了其在電動汽車(EV)以及混合動力汽車(HEV)等大型電子設備方面的發(fā)展。因此,發(fā)展新一代高容量、高功率、安全穩(wěn)定以及長續(xù)航鋰離子電池負極材料已成為當前急待攻克的難題。納米材料具有表面效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應,是納米材料科學中最富有活力的領域。納米材料在光學、熱學、電學、磁學、力學以及電化學等方面顯示出許多奇異的特性,因而在生物、信息、能源、環(huán)境、宇航等高科技領域具有廣闊的應用前景。其中空心多孔的過渡金屬氧化物納米材料由于其獨特的尺寸和結構、大的比表面積和小的體積效應,使其成為設計和開發(fā)新一代高容量、高性能鋰離子電池負極材料的研究熱點之一。本論文以納米級的過渡金屬氧化物為研究對象,研究其作為鋰離子電池負極材料的電化學性能。主要合成了還原氧化石墨烯包覆多孔三氧化二錳納米球、氮摻雜碳層包覆多孔氧化錳納米球兩種納米復合材料。應用多種表征手段對合成的復合材料進行形貌、結構和組成的分析,并研究了其作為鋰離子電池負極材料在能量存儲方面的應用。主要工作如下:1、合成含氮的長鏈有機配體(HL10),并與乙酸錳在油浴條件下通過簡單的配位自組裝反應得到前驅體(Mn(OAc)2-C-8),經(jīng)過高溫處理得到多孔三氧化二錳納米球(Mn2O3 NSs)。對比研究其作為負極材料在鋰離子電池方面的應用,由于本身結構的不穩(wěn)定性,在循環(huán)過程中造成了嚴重的不可逆的容量損失。2、以多孔三氧化二錳納米球(Mn2O3 NSs)為原料,經(jīng)過氧化石墨烯在納米球表面自組裝包覆及水合肼還原過程,合成還原氧化石墨烯包覆三氧化二錳(Mn2O3@r GO)復合材料。該材料作為鋰離子電池負極材料時展現(xiàn)了很好的電化學性能。3、通過多巴胺聚合反應和高溫碳化的方法制得核殼結構的氮摻雜的多孔碳包覆氧化錳(Mn O@NC)復合材料。氮摻雜的碳層很好地維持了多孔氧化錳在充放電過程中形貌結構的穩(wěn)定性以及提高了整個電極材料的導電性。因而,研究其作為負極材料在鋰離子電池方面的應用時,該復合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的儲鋰性能。
【圖文】：

a）Si-Ni/C 復合物的 SEM 圖；（b）純 Si、Carcon、Si-carbon 和 Si-N的循環(huán)性能。2）錫基材料基材料作為鋰離子電池負極材料具有較高的比容量，同時也存在首圈

圖 1.6 部分轉化類負極材料的首次放電比容量物（如 MnO、Mn2O3、FeO、Co3O4、CuO 等較高的理論比容量（1000 mAh g-1左右）、高以及安全性好等優(yōu)點，因而受到了廣泛的關
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O611.4;TM912

【參考文獻】

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本文編號：2624537