本文關(guān)鍵詞：鍺基鋰離子電池負(fù)極材料的研究

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【摘要】：鋰離子電池由于具有比容量高、無(wú)污染、工作溫度范圍寬等特點(diǎn),而被認(rèn)為是可以取代化石燃料等傳統(tǒng)能源的下一代能量?jī)?chǔ)存設(shè)備。事實(shí)上,鋰離子電池已經(jīng)被廣泛用于移動(dòng)電話、便攜式電腦和數(shù)碼電子產(chǎn)品等便攜式設(shè)備上。然而,若要將鋰離子電池應(yīng)用在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)(HEV)、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)(PHEV)和純電動(dòng)汽車(chē)(PEV)領(lǐng)域內(nèi),其對(duì)能量密度的需求將要達(dá)到目前能量密度的2-5倍。石墨是目前應(yīng)用最廣泛的負(fù)極材料,但石墨中每六個(gè)碳原子才允許插入一個(gè)鋰原子,與之相對(duì)應(yīng)的理論可逆容量?jī)H有372mAh/g。因此,研究具有高比容量和高功率密度的負(fù)極材料來(lái)取代石墨負(fù)極成為急需解決的事情。 本文第一章為概述部分,講述了鋰離子電池的發(fā)展簡(jiǎn)史、工作原理以及負(fù)極材料的研究現(xiàn)狀。其中,重點(diǎn)講述了鋰離子電池負(fù)極材料的研究現(xiàn)狀,包括碳基材料、鈦基材料、合金材料和轉(zhuǎn)換材料,并介紹了各種材料的制備方法、形貌特點(diǎn)以及作為鋰離子電池負(fù)極材料表現(xiàn)出來(lái)的電化學(xué)性能。 第二章講述的是實(shí)驗(yàn)分析測(cè)試方法,主要分析測(cè)試方法有X射線衍射法、紅外光譜法、拉曼光譜法、掃描電子顯微鏡法(SEM)、透射電子顯微鏡法(TEM)、熱重分析法和比表面積測(cè)量法,簡(jiǎn)單介紹了每種測(cè)試方法的工作原理、儀器組成以及適用條件等。 第三章講述的是三維多孔Ge@C復(fù)合材料的制備、表征及電化學(xué)性能測(cè)試。我們使用較為溫和的鎂熱還原方法,采用二氧化鍺、鎂粉和葡萄糖作為原料,在高溫保護(hù)氣氛下合成三維多孔Ge@C復(fù)合材料。作為對(duì)比,在相同條件下合成多孔Ge材料和Ge@C復(fù)合材料,用XRD、SEM、TEM、TGA等測(cè)試方法對(duì)材料進(jìn)行表征,并測(cè)試材料電化學(xué)性能。結(jié)果顯示,三維多孔Ge@C復(fù)合材料表現(xiàn)出最好的循環(huán)性能和倍率性能。 第四章主要總結(jié)本文中實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新之處和不足之處,以及對(duì)未來(lái)研究工作的展望。
【關(guān)鍵詞】：鋰離子電池 負(fù)極材料 鍺-碳復(fù)合材料 鎂熱還原法
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM912
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目錄8-10
• 第1章 概述10-36
• 1.1 鋰離子電池發(fā)展簡(jiǎn)史10
• 1.2 鋰離子電池的工作原理及特點(diǎn)10-11
• 1.3 負(fù)極材料的研究現(xiàn)狀11-20
• 1.3.1 碳基材料12-15
• 1.3.2 鈦基材料15-16
• 1.3.3 合金材料16-18
• 1.3.4 轉(zhuǎn)換材料18-20
• 1.4 鍺基負(fù)極材料的研究現(xiàn)狀20
• 1.5 本文選題依據(jù)20-22
• 參考文獻(xiàn)22-36
• 第2章 實(shí)驗(yàn)方法36-42
• 2.1 電極材料的研究方法36-42
• 2.1.1 X射線衍射法36-37
• 2.1.2 紅外光譜法37
• 2.1.3 拉曼光譜法37-38
• 2.1.4 掃描電子顯微鏡法38-39
• 2.1.5 透射電子顯微鏡法39-40
• 2.1.6 熱重分析方法40
• 2.1.7 比表面積測(cè)量法40-42
• 第3章 Ge@C復(fù)合材料的制備及其性能研究42-60
• 3.1 引言42-43
• 3.2 鎂熱還原法制備三維多孔Ge@C復(fù)合材料43-46
• 3.2.1 樣品的合成43
• 3.2.2 樣品材料的表征43-44
• 3.2.3 電極片的制備與電池組裝44-45
• 3.2.4 電化學(xué)性能測(cè)試45-46
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論46-54
• 3.4 本章小結(jié)54-55
• 參考文獻(xiàn)55-60
• 第4章 實(shí)驗(yàn)總結(jié)60-62
• 4.1 實(shí)驗(yàn)中的優(yōu)點(diǎn)60
• 4.2 實(shí)驗(yàn)中的不足60
• 4.3 未來(lái)工作展望60-62
• 致謝62-64
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文64

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 張校菠;陳名海;張校剛;李清文;;靜電紡絲制備多孔碳納米纖維及其電化學(xué)電容行為[J];物理化學(xué)學(xué)報(bào);2010年12期

2 賴浚;郭華軍;李向群;王志興;李新海;張曉萍;黃思林;甘雷;;分散劑對(duì)噴霧干燥制備硅/鱗片石墨/熱解炭復(fù)合負(fù)極材料的影響(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2013年05期

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本文編號(hào)：891833