本文關(guān)鍵詞：金屬氧化物-碳纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的制備和儲(chǔ)鋰性能研究

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【摘要】：近二十年來,鋰離子電池因?yàn)榫哂懈吣芰棵芏�、高比容量和質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)而收到科學(xué)工作者極大關(guān)注。隨著鋰電池在手機(jī)、平板、筆記本等小型電子產(chǎn)品中的廣泛應(yīng)用,其仍然難以滿足人們對(duì)大功率密度、高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命鋰離子電池的需求,它將是未來十年依持續(xù)研究熱潮。作為可循環(huán)充放電的主體,電極材料是鋰離子電池滿足迫切需要的關(guān)鍵。而本論文的研究?jī)?nèi)容集中于鋰離子電池負(fù)極：碳基負(fù)極材料,鈷基復(fù)合材料和錫基復(fù)合材料三種類型的納米材料。首先,詳細(xì)講述了鋰離子電池的工作原理以及柱形電池結(jié)構(gòu)組成。碳基負(fù)極材料的現(xiàn)狀與不足,包括四種碳材料：石墨化碳、無定形碳、納米碳和石墨烯。鈷基負(fù)極材料的制備方法,結(jié)構(gòu)形貌、碳修飾氧化鈷的改性方案。此外,介紹了錫基負(fù)極材料的改性方法,包括納米化氧化錫顆粒,中空結(jié)構(gòu)的氧化錫,炭包覆氧化錫,碳纖維修飾氧化錫和石墨烯修飾氧化錫。其次,介紹了氧化鈷、碳纖維和石墨烯的結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)鋰機(jī)理、合成和改性方法的研究現(xiàn)狀。石墨烯不但可以調(diào)節(jié)納米顆粒的尺寸和增加電極的導(dǎo)電性,而且可影響鋰電性能。最后,我們通過亞錫離子還原氧化石墨烯、靜電紡絲法和后續(xù)熱處理獲得的超細(xì)Sn02納米顆粒、石墨烯和碳纖維組成的柔性纖維氈。所制備的直徑約4 nmSnOx納米粒子(包括氧化錫和氧化亞錫)被嵌入在由碳纖維和石墨烯組成的基體中,這可以緩解金屬氧化物在鋰離子嵌入／脫出的過程中產(chǎn)生的體積膨脹和收縮,與此同時(shí)阻擋了金屬氧化物納米顆粒的團(tuán)聚。石墨烯和碳纖維的加入優(yōu)化電子轉(zhuǎn)移通道,提升了電子電導(dǎo)率,提高了鋰電性能。
【關(guān)鍵詞】：靜電紡絲 鋰電池負(fù)極 金屬氧化物 碳纖維 石墨烯
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB383.1;TM912
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-29
• 1.1 鋰離子電池工作原理11-13
• 1.2 碳基負(fù)極材料的現(xiàn)狀及不足13-18
• 1.2.1 石墨化碳15-16
• 1.2.2 無定形碳16
• 1.2.3 納米碳16-17
• 1.2.4 石墨烯17-18
• 1.3 鈷基負(fù)極材料18-22
• 1.3.1 靜電紡絲法18-19
• 1.3.2 納米氧化鈷19-20
• 1.3.3 碳纖維修飾氧化鈷20-21
• 1.3.4 石墨烯修飾氧化鈷21-22
• 1.4 錫基負(fù)極材料22-27
• 1.4.1 納米氧化錫顆粒23-24
• 1.4.2 中空結(jié)構(gòu)的氧化錫24-25
• 1.4.3 炭包覆氧化錫25-26
• 1.4.4 碳纖維修飾氧化錫26
• 1.4.5 石墨烯修飾氧化錫26-27
• 1.5 本文研究思路及工作內(nèi)容27-29
• 第2章 柔性氧化鈷-石墨烯-碳納米纖維氈作為鋰電池?zé)o粘結(jié)劑負(fù)極材料29-42
• 2.1 引言29-30
• 2.2 樣品合成及表征30-31
• 2.2.1 樣品合成30
• 2.2.2 樣品表征30-31
• 2.2.3 電化學(xué)性能測(cè)試31
• 2.3 結(jié)果與討論31-40
• 2.3.1 合成和表征CoGCF柔性纖維氈31-36
• 2.3.2 CoGCF柔性纖維氈電化學(xué)性能36-40
• 2.4 本章小結(jié)40-42
• 第3章 氧化石墨烯室溫下還原錫離子制備氧化錫-多孔納米纖維柔性氈42-59
• 3.1 引言42-43
• 3.2 樣品合成及表征43-44
• 3.2.1 樣品合成43-44
• 3.2.2 樣品表征44
• 3.2.3 電化學(xué)性能測(cè)試44
• 3.3 結(jié)果與討論44-58
• 3.3.1 氧化錫-石墨烯合成機(jī)理44-46
• 3.3.2 合成和表征SGCF柔性纖維氈46-58
• 3.4 本章小結(jié)58-59
• 第4章 總結(jié)與展望59-61
• 4.1 總結(jié)59-60
• 4.2 展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-72
• 致謝72-73
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和參與的項(xiàng)目73-74

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本文編號(hào)：826063