過渡金屬氧化物具有高的比容量、豐富的資源、安全可靠的優(yōu)點,被廣泛應用到鋰離子電池負極材料研究中。雖然過渡金屬氧化物擁有很多優(yōu)點,但是材料本身也存在導電性能差、在充放電過程中鋰離子嵌入與脫出容易發(fā)生自身體積膨脹致使結(jié)構(gòu)塌陷等缺點,這就限制了其在實際中的應用。所以本文通過摻雜的手段來改善材料的電化學性能。主要內(nèi)容為以下幾個部分:（1）以硝酸鋅、硝酸鈷、檸檬酸為原料,利用丙烯酰胺溶膠凝膠法合成鈷摻雜氧化鋅負極材料,首先探究了摻雜量對氧化鋅電化學性能影響,隨著摻雜量x的提升,負極材料Zn_1-x-x Co_x O（0≤x≤0.15）的首次充放電容量先上升然后呈下降趨勢。在最佳的摻雜量9%下,電壓區(qū)間為0-3 V,電流密度為200 mA g^-1,首次放電容量為1836 mAh g^-1,首次庫倫效率可達到68%,20周循環(huán)后電極材料仍可以保持容量超過1000 mAh g^-1。（2）以硝酸銅、硝酸鈷、乙二醇、檸檬酸為原料,采用溶膠凝膠的方法合成鈷元素摻雜氧化銅電極材料,XRD圖譜顯示摻雜量超過6... 

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
引言
1.緒論
    1.1 鋰離子電池簡介
        1.1.1 鋰離子電池發(fā)展史
        1.1.2 鋰離子電池分類
        1.1.3 鋰離子電池的工作原理
        1.1.4 鋰離子電池的組成
        1.1.5 鋰離子電池的特性
    1.2 鋰離子電池負極材料
    1.3 鋰離子電池負極材料研究進展
        1.3.1 碳負極材料
        1.3.2 鈦系材料-鈦酸鋰(Li_4Ti_5O_(12))
        1.3.3 錫基材料
    1.4 過渡金屬氧化物(TMO)材料的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 負極材料ZnO的研究現(xiàn)狀
        1.4.2 負極材料CuO的研究現(xiàn)狀
        1.4.3 提高氧化物作為鋰離子電池負極材料電化學性能的措施
    1.5 過渡金屬氧化物制作方法
        1.5.1 固相法
        1.5.2 溶膠凝膠法
        1.5.3 水熱法
        1.5.4 其他方法
    1.6 本論文研究意義、目的及主要內(nèi)容
2.實驗方法
    2.1 實驗試劑與儀器
        2.1.1 實驗試劑
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 材料的表征
        2.2.1 X-射線粉末衍射技術(XRD)
        2.2.2 熱重TG與差熱DTA
        2.2.3 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.4 透射電子顯微鏡(TEM)
    2.3 材料的電化學性能測試
        2.3.1 電極片的制備
        2.3.2 模擬電池的組裝
        2.3.3 電池的充放電測試
        2.3.4 循環(huán)伏安法(CV)
        2.3.5 電化學阻抗譜(EIS)
3.鈷摻雜氧化鋅的制備及其性能、反應機制的研究
    3.1 引言
    3.2 Co摻雜的氧化鋅制備
    3.3 結(jié)果分析與討論
        3.3.1 X射線衍射(XRD)分析Co摻雜氧化鋅材料
        3.3.2 Co摻雜氧化鋅掃描電鏡分析
        3.3.3 Zn_(1-x)Co_xO(x=0,0.03,0.06,0.09)電極材料電化學性能分析
    3.4 本章小結(jié)
4.溶膠凝膠法制備鈷元素摻雜氧化銅(CuO)負極材料電化學性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 Cu_(1-x)Co_xO的XRD圖譜分析
        4.3.2 Cu_(1-x)Co_xO的形貌分析
        4.3.3 Co元素摻雜氧化銅(CuO)材料電化學性能分析
        4.3.4 循環(huán)性能分析
        4.3.5 循環(huán)伏安(CV)分析
        4.3.6 交流阻抗(EIS)分析
    4.4 本章小結(jié)
5.鉀元素摻雜氧化銅(CuO)包覆單質(zhì)銀的負極材料電化學性能表征
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
    5.3 結(jié)果分析與討論
        5.3.1 X射線粉末衍射(XRD)K_xCu_(1-x)O_(1-γ)材料的譜圖及全譜擬合分析
        5.3.2 熱重-差熱分析(TG-DTA)
        5.3.3 掃描電鏡(SEM)分析
        5.3.4 電化學性能分析
    5.4 本章小結(jié)
6.結(jié)論
參考文獻
在學研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋰離子電池正極材料LiNi0.5Mn0.5O2制備及光譜研究[J]. 趙立竹,孟召寶,薛明明,邵長路.  東北師大學報(自然科學版). 2010(03)



本文編號：3715232