由于礦物燃料的消耗,全球變暖的威脅日益增加,要求我們亟需采取新的戰(zhàn)略來利用取之不盡的能源。鋰離子電池（LIBs）是傳統(tǒng)能源的潛在替代品,目前被廣泛應(yīng)用于混合動力汽車（HEVs）、可穿戴、各種便攜式電子設(shè)備行業(yè)。雖然石墨作為商業(yè)LIBs的負極材料,但它的低容量(372 mAh g^-1)難以滿足下一代LIBs對高能量/功率密度日益增長的需求。混合過渡金屬氧化物因為理論容量大、成本低、毒性小和來源廣,將其考慮作為石墨負極的替代材料具有極大的應(yīng)用潛力。特別是金屬釩酸鹽,二元金屬氧化物釩酸鈷具有高電化學(xué)活性,是鈷和釩之間協(xié)同作用的結(jié)果。本課題采取靜電紡絲技術(shù)、高溫煅燒和水熱還原等途徑成功研制出釩酸鈷納米纖維（Co₃V₂O₈）、釩酸鈷/石墨烯復(fù)合納米纖維（Co₃V₂O₈/RGO）和釩酸鈷/石墨烯/碳納米纖維復(fù)合材料（Co₃V₂O₈/RGO/C）三種材料作為LIBs負極。具體研究內(nèi)容... 

【文章來源】：江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：54 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池簡介
        1.2.1 鋰離子電池的歷史與發(fā)展
        1.2.2 鋰離子電池的工作原理
        1.2.3 鋰離子電池的特點
        1.2.4 鋰離子電池的組成
    1.3 過渡金屬氧化物負極材料
        1.3.1 過渡金屬氧化物負極材料的特點
        1.3.2 過渡金屬氧化物負極材料的納米化改性
        1.3.3 過渡金屬氧化物負極材料石墨烯復(fù)合改性
        1.3.4 過渡金屬氧化物負極材料碳纖維復(fù)合改性
    1.4 靜電紡絲技術(shù)概述
        1.4.1 靜電紡絲原理
        1.4.2 靜電紡絲技術(shù)的應(yīng)用
        1.4.3 纖維負極材料
    1.5 本課題的研究意義和內(nèi)容
        1.5.1 課題的研究意義
        1.5.2 課題研究內(nèi)容
第二章 釩酸鈷納米纖維的制備和電化學(xué)性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗材料
        2.2.2 實驗儀器
        2.2.3 Co_3V_2O_8 納米纖維的制備
        2.2.4 Co_3V_2O_8 納米纖維電極的制備
        2.2.5 電池的裝配
    2.3 材料表征與測試
        2.3.1 熱重(TG)
        2.3.2 X-射線衍射(XRD)
        2.3.3 全自動比表面積測試(BET)
        2.3.4 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.5 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.3.6 電化學(xué)性能
            2.3.6.1 循環(huán)伏安測試
            2.3.6.2 充放電性能測試
            2.3.6.3 倍率性能測試
            2.3.6.4 交流阻抗測試
    2.4 實驗結(jié)果與分析
        2.4.1 Co_3V_2O_8 納米纖維的表征分析
        2.4.2 Co_3V_2O_8 納米纖維的電化學(xué)性能分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 釩酸鈷/石墨烯復(fù)合納米纖維的制備和電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗材料和儀器
        3.2.2 Co_3V_2O_8/RGO復(fù)合納米纖維的制備
        3.2.3 Co_3V_2O_8/RGO復(fù)合納米纖維電極的制備
        3.2.4 電池的裝配
    3.3 材料表征與測試
        3.3.1 Co_3V_2O_8/RGO復(fù)合納米纖維表征
        3.3.2 Co_3V_2O_8/RGO復(fù)合納米纖維電池的性能測試
    3.4 實驗結(jié)果與分析
        3.4.1 Co_3V_2O_8/RGO復(fù)合納米纖維的表征分析
        3.4.2 Co_3V_2O_8/RGO復(fù)合納米纖維的電化學(xué)性能分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 釩酸鈷/石墨烯/碳納米纖維復(fù)合材料的制備和電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗材料和儀器
        4.2.2 Co_3V_2O_8/RGO/C復(fù)合納米纖維的制備
        4.2.3 Co_3V_2O_8/RGO/C復(fù)合納米纖維電極的制備
        4.2.4 電池的組裝
    4.3 材料表征與測試
        4.3.1 Co_3V_2O_8/RGO/C材料表征
        4.3.2 Co_3V_2O_8/RGO/C復(fù)合納米纖維電池的性能測試
    4.4 實驗結(jié)果與分析
        4.4.1 Co_3V_2O_8/RGO/C復(fù)合納米纖維的表征分析
        4.4.2 Co_3V_2O_8/RGO/C復(fù)合納米纖維的電化學(xué)性能分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻
附錄：作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Ultrathin Al2O3-coated reduced graphene oxide membrane for stable lithium metal anode[J]. Fan Zhang,Fei Shen,Zhao-Yang Fan,Xin Ji,Bin Zhao,Zhou-Ting Sun,Ying-Ying Xuan,Xiao-Gang Han.  Rare Metals. 2018(06)
[2]鋰離子電池正極材料的研究現(xiàn)狀和展望[J]. 曹艷軍,龍翔云,程云峰.  化工技術(shù)與開發(fā). 2007(03)
[3]鋰離子電池工業(yè)的發(fā)展與展望[J]. 胡紹杰,徐保伯.  電池. 2000(04)

碩士論文
[1]電動汽車電池充電系統(tǒng)設(shè)計[D]. 謝信奇.杭州電子科技大學(xué) 2017



本文編號：3174891