隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展,鋰離子電池（Lithium-ion batterys,LIBs）扮演著越來(lái)越重要的角色。伴隨著3C產(chǎn)品的不斷發(fā)展更新,新興的智能可穿戴設(shè)備和電動(dòng)汽車等領(lǐng)域?qū)IBs催生了許多新的要求,人們迫切需要具有更高能量密度,能快速充放電兼具一定折疊性的LIBs,同時(shí)作為穿戴產(chǎn)品和交通工具需要保證一定的安全性。傳統(tǒng)的LIBs由于金屬集流體以及粘結(jié)劑等占據(jù)了很大一部分質(zhì)量,能量密度始終無(wú)法得到質(zhì)的提升;同時(shí),活性物質(zhì)及粘結(jié)劑與金屬集流體間有較大的接觸阻抗,在快速充放電過(guò)程中不斷被放大,使其倍率性能受限;在受外力作用下,金屬箔相互接觸產(chǎn)生瞬間大電流并使LIBs失效,產(chǎn)生的破壞性巨大,以上是目前LIBs亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。碳納米管（Carbon nanotube,CNTs）作為一種新型碳材料具有許多優(yōu)異的性能,包括高電導(dǎo)率、高散熱性、高的長(zhǎng)徑比以及密度低等,使得其在LIBs中具有重要的應(yīng)用前景。本課題組前期通過(guò)CVD法制備自支撐CNTs宏觀膜（CNT macro-film,CMF）,以其為集流體制備的柔性LIBs具有優(yōu)異的電化學(xué)性能。本實(shí)驗(yàn)在制備CMF技術(shù)的基礎(chǔ)上,通過(guò)簡(jiǎn)單噴涂制... 

【文章來(lái)源】：江西理工大學(xué)江西省

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

各種可穿戴設(shè)備；（a）智能眼鏡，（b）環(huán)形柔性手機(jī)，（c）柔性手機(jī)，（d）智能手環(huán)，（e）

≒AN）為前驅(qū)體，通過(guò)一系列反應(yīng)后得到大量的CNFs；在氬氣和空氣的混合氣體中，通過(guò)1000oC的二次碳化，CNFs中可以形成大量的中微孔；作為L(zhǎng)IBs用自支撐柔性陽(yáng)極的多孔CNFs顯示出高可逆容量（在50mA/g電流密度下40次循環(huán)后保持1780mAh/g），和良好的循環(huán)性能（500mA/g電流密度下600次循環(huán)后為1550mAh/g）。此外，以多孔CNFs為基底，制備了柔性LIBs負(fù)極，多孔CNFs可以緩解活性材料在循環(huán)過(guò)程中的體積變化，提高其導(dǎo)電性；由結(jié)晶紅P和多孔CNFs組成的柔性集成陽(yáng)極在100次循環(huán)后，在260mA/g具有2030mAh/g的優(yōu)異可逆容量[18]。圖1.2多孔LFMP/CNF的電紡過(guò)程制備過(guò)程[19]

第一章緒論4近期研究人員[19]通過(guò)離子液體輔助電紡絲的方式，制備了多孔的LiFe0.4Mn0.6PO4/CNFs電極，制備過(guò)程如圖1.2所示。借助于離子液體產(chǎn)生的分層孔隙率和N摻雜碳層，如圖1.2所示，制備的電極表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能，同時(shí)改善了電導(dǎo)率，在電流密度分別為0.1C、0.5C、1C、10C下，分別發(fā)揮出162.7mAh/g、133.5mAh/g、114.5mAh/g、102.6mAh/g的比容量，這種方法為基于磷酸鹽的電極制備提供了新的思路。Han等[20]通過(guò)靜電紡絲方法，制備過(guò)程示意圖及掃描圖如圖1.3所示，成功地合成了Co/Co3SnC0.7和N摻雜CNFs復(fù)合電極，作為鋰離子電池負(fù)極在100mA/g電流密度下可提供480mAh/g的可逆容量，在2000mA/g表現(xiàn)出290mAh/g的高倍率性能；即使在900次循環(huán)后，在500mA/g下仍可以保持320mAh/g的比容量，顯示出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，能夠保持優(yōu)異性能的原因是：惰性金屬Co和一維N摻雜CNFs可通過(guò)抑制納米顆粒的聚集，并緩沖鋰化/脫鋰過(guò)程中的體積變化，協(xié)同促進(jìn)Sn基負(fù)極的電化學(xué)性能。圖1.3Co/Co3SnC0.7@N-CNFs形成過(guò)程；（a）制備示意圖，（b）SnCl2/Co(Ac)24H2O的前體纖維的SEM圖[20]盡管在許多研究中，CNFs作為基體體現(xiàn)出了較好的結(jié)果，并且在制備過(guò)程中相比于CNTs有成本較低的優(yōu)勢(shì)，但是CNFs存在兩個(gè)明顯的缺點(diǎn)：官能團(tuán)少、比表面積�。还倌軋F(tuán)少導(dǎo)致CNFs與活性材料界面結(jié)合弱，比表面積小導(dǎo)致活性材料的導(dǎo)電性和承載能力低。因此，開(kāi)發(fā)具有更多官能團(tuán)和高比表面積的新型CNFs，有望進(jìn)一步提高其在柔性LIBs設(shè)計(jì)和制造中的應(yīng)用。1.2.2石墨烯基LIBs石墨烯是一種單原子厚度的2D-sp2成鍵碳層，具有較高的理論比表面積[21]（約2630

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]正極集流體為碳納米管宏觀膜的鋰離子電池及其性能[J]. 鐘盛文,胡經(jīng)緯,吳子平,梅文捷.  新型炭材料. 2014(04)



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