可充電鋰離子電池作為最有潛力的能源儲存設(shè)備,具備電容量較高、壽命長、自放電率低等優(yōu)點,逐漸受到人們的喜愛。商業(yè)化石墨電極材料較低的理論電容量(372 mAh g^-1)和工作電壓限制了它的應(yīng)用。石墨烯、碳納米管電極材料相繼被研究與報道,但其電容量仍然較低。Fe₂O₃作為一種清潔無污染的新型能源材料,具有理論電容量高(1005 mAh g^-1)、價格低廉、高耐腐蝕性等優(yōu)點,但是在循環(huán)過程中存在體積膨脹、易粉碎團聚、儲鋰能力迅速衰減以及導(dǎo)電率差等缺點。針對以上問題,本文基于組成調(diào)整策略,分別合成了介孔碳、多孔碳、石墨烯三種碳材料,以其作為碳基質(zhì)來復(fù)合Fe₂O₃,二者取長補短,以此達到提高電極材料可逆循環(huán)穩(wěn)定性的目的。1.Fe₂O₃/介孔碳復(fù)合材料以F-127為致孔劑,由自組裝法制備而成。對樣品形貌與結(jié)構(gòu)進行檢測與表征,發(fā)現(xiàn)介孔碳能夠提供較大的比表面積與孔體積,當Fe₂O₃百分含...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池的發(fā)展簡介
    1.3 鋰離子電池碳負極材料
        1.3.1 石墨
        1.3.2 石墨烯
        1.3.3 碳納米管
    1.4 Fe₂O₃電極材料
    1.5 Fe₂O₃/碳復(fù)合材料
        1.5.1 Fe₂O₃/碳復(fù)合材料
        1.5.2 Fe₂O₃/CNTs復(fù)合材料
        1.5.3 Fe₂O₃/CNFs復(fù)合材料
        1.5.4 Fe₂O₃/石墨烯復(fù)合材料
    1.6 Fe₂O₃/碳負極材料的制備方法
        1.6.1 水熱法
        1.6.2 模板法
        1.6.3 靜電紡絲法
        1.6.4 均勻沉淀法
        1.6.5 原子層沉積法
    1.7 本論文的研究依據(jù)和主要內(nèi)容
        1.7.1 本論文的研究依據(jù)
        1.7.2 本論文的主要內(nèi)容
第2章 納米結(jié)構(gòu)Fe₂O₃/OMCs的制備及在鋰離子電池中的應(yīng)用
    2.1 前言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗藥品
        2.2.2 實驗儀器
        2.2.3 實驗步驟
            2.2.3.1 Fe₂O₃/OMCs和OMCs的制備
            2.2.3.2 電池的組裝
    2.3 表征方法
    2.4 結(jié)果與討論
        2.4.1 Fe₂O₃/OMCs的結(jié)構(gòu)與形貌
            2.4.1.1 X射線衍射與X射線光電子能譜分析
            2.4.1.2 熱重分析
            2.4.1.3 透射電子與掃描電子顯微鏡分析
            2.4.1.4 比表面積分析及孔徑分布曲線
        2.4.2 電化學(xué)性能分析
            2.4.2.1 循環(huán)伏安曲線分析
            2.4.2.2 充放電曲線分析
            2.4.2.3 循環(huán)性能與倍率性能分析
            2.4.2.4 阻抗與等效電路圖分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 納米結(jié)構(gòu)Fe₂O₃/多孔碳復(fù)合材料的制備及在鋰離子電池中的應(yīng)用
    3.1 前言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗藥品
        3.2.2 實驗儀器
        3.2.3 實驗步驟
            3.2.3.1 酚醛樹脂的制備
            3.2.3.2 Fe₂O₃/多孔碳復(fù)合材料的制備
            3.2.3.3 電池的組裝
    3.3 表征方法
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 Fe₂O₃/多孔碳復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與形貌
            3.4.1.1 X射線衍射分析
            3.4.1.2 透射電子顯微鏡分析
            3.4.1.3 熱重分析
            3.4.1.4 比表面積分析及孔徑分布曲線
        3.4.2 電化學(xué)性能分析
            3.4.2.1 循環(huán)伏安曲線分析
            3.4.2.2 充放電曲線分析
            3.4.2.3 循環(huán)性能分析
            3.4.2.4 阻抗與等效電路圖分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 納米結(jié)構(gòu)Fe₂O₃/石墨烯復(fù)合材料的制備及在鋰離子電池中的應(yīng)用
    4.1 前言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗藥品
        4.2.2 實驗儀器
        4.2.3 實驗步驟
            4.2.3.1 氧化石墨烯的制備
            4.2.3.2 Fe₂O₃/石墨烯復(fù)合材料的制備
            4.2.3.3 電池的組裝
    4.3 表征方法
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 Fe₂O₃/石墨烯復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與形貌
            4.4.1.1 X射線衍射分析
            4.4.1.2 透射電子顯微鏡分析
            4.4.1.3 熱重分析
            4.4.1.4 比表面積分析及孔徑分布曲線
        4.4.2 電化學(xué)性能分析
            4.4.2.1 循環(huán)伏安曲線分析
            4.4.2.2 充放電曲線分析
            4.4.2.3 循環(huán)性能與倍率性能分析
            4.4.2.4 阻抗與等效電路圖分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論
參考文獻
作者簡歷



本文編號：4021536