發(fā)布時(shí)間：2023-12-04 17:36

　　電動(dòng)汽車(chē)和便攜式電子設(shè)備對(duì)可持續(xù)儲(chǔ)能系統(tǒng)的需求不斷增長(zhǎng),促進(jìn)了高功率、長(zhǎng)壽命和綠色可充電鋰離子電池的快速發(fā)展。然而,商用鋰離子電池(LIB)的石墨負(fù)極的理論容量?jī)H為372 mAh g^-1,這嚴(yán)重限制了高性能LIB的發(fā)展。近些年,氧化鋅已成為L(zhǎng)IB負(fù)極材料的研究熱點(diǎn),這得益于其多樣化的優(yōu)勢(shì),例如較高的鋰存儲(chǔ)特性(理論比容量978 mAh g^-1)、鋰離子擴(kuò)散系數(shù)和自然存儲(chǔ)量,且成本低、環(huán)境污染小。此外,由于其晶體學(xué)的特殊性,ZnO可以很容易地設(shè)計(jì)成多種形態(tài)的納米結(jié)構(gòu)。然而,差的電導(dǎo)率、低的離子遷移動(dòng)力學(xué)以及循環(huán)過(guò)程中ZnO的巨大體積變化使電極的循環(huán)性不穩(wěn)定且倍率性能較差。另外重復(fù)的鋰插層萃取過(guò)程引起的ZnO的體積膨脹和收縮還可能導(dǎo)致固體電解質(zhì)中間相(SEI)不斷變形和斷裂以及電極結(jié)構(gòu)退化,阻止鋰的運(yùn)輸并失去良好的電接觸,從而使得庫(kù)侖效率低,容量衰減嚴(yán)重。為了解決這些問(wèn)題,用高導(dǎo)電性碳材料與ZnO復(fù)合將是一種有效的方法,因?yàn)樘疾粌H可以有效地改善電子導(dǎo)電性并加速電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué),而且還可以抑制體積膨脹。此外,與普通碳材料相比,生物質(zhì)材料可以減輕環(huán)境...

【文章頁(yè)數(shù)】：93 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池概述
        1.2.1 鋰離子電池發(fā)展歷程
        1.2.2 鋰離子電池的結(jié)構(gòu)及其工作原理
    1.3 鋰離子電池負(fù)極材料研究現(xiàn)狀
        1.3.1 碳基類(lèi)材料
        1.3.2 硅基類(lèi)材料
        1.3.3 錫基類(lèi)材料
        1.3.4 過(guò)渡金屬氧化物負(fù)極材料
    1.4 ZnO負(fù)極材料概述
        1.4.1 ZnO負(fù)極材料工作原理
        1.4.2 ZnO材料的制備工藝
        1.4.3 ZnO負(fù)極材料的缺陷以及改性研究
    1.5 本文的研究目的和內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 結(jié)構(gòu)和形貌表征
        2.2.1 X射線(xiàn)衍射分析
        2.2.2 拉曼光譜分析
        2.2.3 掃描電子顯微鏡
        2.2.4 透射電子顯微鏡
        2.2.5 比表面積和孔徑分布
        2.2.6 熱重分析
    2.3 扣式電池的組裝及其電極的制備
        2.3.1 電極的制備
        2.3.2 電池的組裝
    2.4 電化學(xué)性能測(cè)試
        2.4.1 充放電測(cè)試
        2.4.2 循環(huán)伏安測(cè)試
        2.4.3 阻抗圖譜測(cè)試
第3章 空心稻殼碳和花狀ZnO復(fù)合材料的制備及電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 空心稻殼碳與花狀ZnO復(fù)合材料的制備及合成機(jī)理
        3.2.1 花狀ZnO的合成機(jī)理
        3.2.2 復(fù)合材料的制備
    3.3 ZnO/RHC水熱碳化最佳時(shí)間的確定
        3.3.1 X射線(xiàn)衍射與拉曼光譜分析
        3.3.2 掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡分析
        3.3.3 電化學(xué)循環(huán)測(cè)試
        3.3.4 小結(jié)
    3.4 復(fù)合材料組成部分ZnO水熱時(shí)間的確定
        3.4.1 X射線(xiàn)衍射與拉曼光譜分析
        3.4.2 掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡分析
        3.4.3 電化學(xué)性能測(cè)試
        3.4.4 熱重分析
        3.4.5 小結(jié)
    3.5 ZnO/RHC和 ZnO的性能對(duì)比
        3.5.1 X射線(xiàn)衍射與拉曼光譜分析
        3.5.2 掃描電子顯微鏡分析
        3.5.3 透射電子顯微鏡分析
        3.5.4 電化學(xué)性能分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 空心稻殼碳與多孔ZnO復(fù)合材料的制備及電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 空心稻殼碳與多孔ZnO復(fù)合材料的制備
    4.3 制備ZnO的最佳原材料的選取
        4.3.1 X射線(xiàn)衍射與拉曼光譜分析
        4.3.2 掃描電子顯微鏡與透射電子顯微鏡分析
        4.3.3 電化學(xué)性能分析
        4.3.4 比表面積和孔徑分布
        4.3.5 小結(jié)
    4.4 水熱碳化復(fù)合時(shí)間對(duì)復(fù)合材料的影響
        4.4.1 X射線(xiàn)衍射與拉曼光譜分析
        4.4.2 掃描電子顯微鏡與透射電子顯微鏡分析
        4.4.3 電化學(xué)性能分析
    4.5 ZnO-RHC和 ZnO性能對(duì)比
        4.5.1 X射線(xiàn)衍射與拉曼光譜分析
        4.5.2 掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡分析
        4.5.3 電化學(xué)性能分析
        4.5.4 比表面積和孔徑分布
        4.5.5 熱重分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果
致謝



本文編號(hào)：3870393