本文關(guān)鍵詞：石墨烯的制備及其在鋰離子電池中的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：石墨烯,是一種具有二維晶體結(jié)構(gòu)的新型碳材料,具有優(yōu)異的物理化學(xué)性能。鋰離子電池具有能量密度高、循環(huán)壽命長、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn),是當(dāng)下最主流的儲(chǔ)能裝置之一。石墨烯不僅可以直接作為鋰離子電池的負(fù)極材料使用,還能與鋰離子電池正極材料,特別是磷酸鐵鋰,進(jìn)行復(fù)合以提高正極材料的電子與離子傳輸能力。 本文以天然鱗片石墨為原料,采用熱膨脹剝離法制備了石墨烯粉末材料,并采用熱還原法制備了石墨烯紙材料,分別將其作為鋰離子電池負(fù)極材料進(jìn)行了電化學(xué)性能研究；結(jié)果表明：所制得石墨烯粉末材料為2層左右蠕蟲狀褶皺型石墨烯,其在0.2C倍率充放電下可逆容量可以穩(wěn)定在780mAh/g左右,在0.5C倍率充放電下可逆容量可以穩(wěn)定在520mAh/g左右；所制得石墨烯紙材料為石墨烯片層所組成的紙狀結(jié)構(gòu),在50mA/g的電流密度下可逆容量可以穩(wěn)定在580mAh/g左右。采用機(jī)械混合法與熱還原法,制備了磷酸鐵鋰／石墨烯復(fù)合材料,并將其作為鋰離子電池正極材料進(jìn)行了電化學(xué)性能研究；結(jié)果表明：所制備的磷酸鐵鋰／石墨烯復(fù)合材料復(fù)合情況良好,石墨烯包覆于磷酸鐵鋰顆粒表面并可以連接于各個(gè)顆粒之間,復(fù)合材料在2C倍率下可逆容量可以達(dá)到116mAh/g。圖38幅,表4個(gè),參考文獻(xiàn)123篇。
【關(guān)鍵詞】：石墨烯 鋰離子電池 電極材料 電化學(xué)性能 天然石墨
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM912;TQ127.11
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目錄6-8
• 1 文獻(xiàn)綜述8-25
• 1.1 石墨烯概述8-14
• 1.1.1 石墨烯的發(fā)現(xiàn)8-9
• 1.1.2 石墨烯的性能9-10
• 1.1.3 石墨烯的制備10-12
• 1.1.4 石墨烯的應(yīng)用12-14
• 1.2 鋰離子電池概述14-17
• 1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展14
• 1.2.2 鋰離子電池的工作原理14-15
• 1.2.3 鋰離子電池的特點(diǎn)15-16
• 1.2.4 鋰離子電池的應(yīng)用16-17
• 1.3 鋰離子電池電極材料概述17-23
• 1.3.1 鋰離子電池正極材料17-19
• 1.3.2 磷酸鐵鋰/石墨烯復(fù)合材料19-21
• 1.3.3 鋰離子電池負(fù)極材料21-22
• 1.3.4 石墨烯作為鋰離子電池負(fù)極材料22-23
• 1.4 本論文的研究內(nèi)容和意義23-25
• 2 實(shí)驗(yàn)方法25-34
• 2.1 實(shí)驗(yàn)所用原料及試劑25-26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)所用儀器及設(shè)備26-27
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法及流程27-31
• 2.3.1 氧化石墨烯的制備27-28
• 2.3.2 石墨烯材料的制備28-29
• 2.3.3 磷酸鐵鋰/石墨烯復(fù)合材料的制備29-31
• 2.4 結(jié)構(gòu)與形貌表征方法31-32
• 2.5 電化學(xué)性能測試方法32-34
• 2.5.1 模擬電池的組裝32
• 2.5.2 恒流充放電測試32-33
• 2.5.3 循環(huán)伏安測試33
• 2.5.4 交流阻抗測試33-34
• 3 石墨烯材料的制備與表征34-46
• 3.1 石墨烯材料的制備34-38
• 3.1.1 石墨原料分析34-35
• 3.1.2 低溫階段超聲時(shí)間35-36
• 3.1.3 熱膨脹剝離溫度36-37
• 3.1.4 熱還原溫度37-38
• 3.2 石墨烯的結(jié)構(gòu)和形貌38-42
• 3.2.1 X射線衍射分析38-39
• 3.2.2 紅外光譜分析39-40
• 3.2.3 拉曼光譜分析40
• 3.2.4 掃描電鏡分析40-41
• 3.2.5 原子力顯微結(jié)構(gòu)分析41-42
• 3.3 石墨烯紙的結(jié)構(gòu)和形貌42-45
• 3.3.1 X射線衍射分析42-43
• 3.3.2 紅外光譜分析43-44
• 3.3.4 掃描電鏡分析44-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 4 石墨烯材料的電化學(xué)性能46-53
• 4.1 石墨烯的電化學(xué)性能46-49
• 4.1.1 石墨烯的儲(chǔ)鋰性能分析46-47
• 4.1.2 石墨烯的循環(huán)性能分析47-48
• 4.1.3 石墨烯的交流阻抗分析48-49
• 4.2 石墨烯紙的電化學(xué)性能49-51
• 4.2.1 石墨烯紙的儲(chǔ)鋰性能分析49-50
• 4.2.2 石墨烯紙的循環(huán)性能分析50-51
• 4.3 本章小結(jié)51-53
• 5 磷酸鐵鋰/石墨烯復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能53-62
• 5.1 磷酸鐵鋰的制備53-54
• 5.1.1 磷酸鐵鋰的物相分析53-54
• 5.1.2 磷酸鐵鋰的粒度分析54
• 5.2 磷酸鐵鋰/石墨烯復(fù)合材料的制備54-58
• 5.2.1 磷酸鐵鋰/石墨烯復(fù)合材料的合成機(jī)理54-56
• 5.2.2 磷酸鐵鋰/石墨烯復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)分析56-58
• 5.2.3 磷酸鐵鋰/石墨烯復(fù)合材料的形貌分析58
• 5.3 磷酸鐵鋰/石墨烯復(fù)合材料的電化學(xué)性能58-60
• 5.3.1 磷酸鐵鋰/石墨烯復(fù)合材料的循環(huán)伏安測試58-59
• 5.3.2 磷酸鐵鋰/石墨烯復(fù)合材料的循環(huán)充放電測試59-60
• 5.4 本章小結(jié)60-62
• 6 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-71
• 攻讀學(xué)位期間主要的研究成果目錄71-72
• 致謝72

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 鄒正光;俞惠江;龍飛;范艷煌;;超聲輔助Hummers法制備氧化石墨烯[J];無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào);2011年09期

2 楊勇輝;孫紅娟;彭同江;黃橋;;石墨烯薄膜的制備和結(jié)構(gòu)表征[J];物理化學(xué)學(xué)報(bào);2011年03期

  本文關(guān)鍵詞：石墨烯的制備及其在鋰離子電池中的應(yīng)用研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：375958