鋰離子電池的高比能量、高工作電壓、循環(huán)壽命較長、安全性能好,較小的自放電率、和環(huán)境友好等優(yōu)點,已被廣泛用作便攜式電子設(shè)備和電動汽車的能源。負極材料是鋰離子電池的關(guān)鍵材料之一,而石墨材料是目前商業(yè)化最成熟的鋰離子電池負極材料,比如人造石墨和天然石墨等,但是這些材料面臨著可逆容量低的問題,嚴重限制了鋰離子電池在電動汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用。天然微晶石墨的晶粒直徑小于1μm,石墨化度在95%左右,晶粒之間分布著無定形炭,具有各向同性的結(jié)構(gòu)特征。天然微晶石墨作為鋰離子電池的負極材料使用,其優(yōu)勢在于原料價格低廉,與電解液兼容性好,循環(huán)性能穩(wěn)定且具有良好的倍率性能。然而,天然微晶石墨的可逆容量較低,這極大地限制了其作為鋰離子電池中負極材料的應(yīng)用。為了提升微晶石墨的儲鋰容量,本論文通過制備瀝青炭包覆的微擴層微晶石墨和微晶石墨層間化合物的方式對微晶石墨進行改性處理,研究了兩種微晶石墨基材料的組成、工藝、結(jié)構(gòu)與電化學(xué)行為之間的關(guān)系,以促進微晶石墨在鋰離子電池領(lǐng)域的應(yīng)用。第一,瀝青炭包覆的微擴層微晶石墨的制備及其儲鋰性能研究。本部分以天然微晶石墨為原料,無機酸為插層劑,有機酸為氧化劑,對微晶石墨進行插層處理,制備... 

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 鋰離子電池負極的發(fā)展簡史
    1.2 炭材料作為負極材料的概述
        1.2.1 石墨類碳負極材料
        1.2.2 非石墨類碳負極材料
    1.3 非碳材料負極材料
        1.3.1 合金負極材料
        1.3.2 氧化物負極材料
    1.4 鋰離子電池石墨負極材料的改性研究
        1.4.1 摻雜改性
        1.4.2 表面處理
        1.4.3 采用機械化學(xué)法
        1.4.4 石墨層間化合物
        1.4.5 其他方法
    1.5 微晶石墨的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用領(lǐng)域
    1.6 本文的選題依據(jù)及主要研究內(nèi)容
第2章 實驗部分
    2.1 實驗原材料、試劑與設(shè)備
        2.1.1 實驗原材料、試劑
        2.1.2 實驗儀器設(shè)備
    2.2 實驗方法
        2.2.1 材料制備
        2.2.2 材料表征
        2.2.3 電化學(xué)性能測試
第3章 微晶石墨的改性處理及電化學(xué)性能
    3.1 引言
    3.2 微擴層微晶石墨以及瀝青炭包覆微晶石墨的制備與表征
        3.2.1 樣品制備
        3.2.2 材料表征
        3.2.3 電化學(xué)測量
        3.2.4 氧化方式的選擇
    3.3 結(jié)構(gòu)表征和形貌分析
        3.3.1 X射線衍射和拉曼光譜表征分析
        3.3.2 孔隙結(jié)構(gòu)的測定
        3.3.3 形貌分析
    3.4 微擴層微晶石墨以及炭包覆微擴層微晶石墨的電化學(xué)性能研究
        3.4.1 充放電性能研究
        3.4.2 循環(huán)性能和循環(huán)伏安特性分析
        3.4.3 交流阻抗分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 氯化鐵插層微晶石墨層間化合物的制備及其電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 石墨層間化合物的制備與表征
        4.2.1 材料表征
        4.2.2 電化學(xué)測量
    4.3 結(jié)構(gòu)分析與形貌分析
        4.3.1 X射線衍射分析以及拉曼光譜分析
        4.3.2 孔隙結(jié)構(gòu)的測定
        4.3.3 氯化鐵含量的測定
        4.3.4 粒度分布的測定
        4.3.5 形貌分析
        4.3.6 X射線元素能譜元素分析
    4.4 電化學(xué)性能研究
        4.4.1 恒電流充放電性能
        4.4.2 循環(huán)性能和循環(huán)伏安特性曲線
        4.4.3 交流阻抗圖
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
致謝
附錄A (攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文目錄)
附錄B (攻讀學(xué)位期間參與的科研課題)



本文編號：3666094