可再生能源儲能及電動(dòng)汽車的快速發(fā)展對鋰離子電池的性能提出了越來越高的要求。基于氧化石墨烯（GO）的碳材料由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能成為最具潛力的新型儲能正極電池材料之一，因此，研究基于GO的碳材料及其復(fù)合材料具有十分重要的意義。本文制備了GO、還原氧化石墨烯（RGO）及還原氧化石墨烯/蒽醌復(fù)合物（RGO/AQ）。在此基礎(chǔ)上研究它們的電化學(xué)性能，并嘗試探討GO及RGO的儲鋰機(jī)理。主要的研究內(nèi)容及成果如下：（1）通過Hummers法制備了GO，利用X-射線衍射（XRD）、紅外光譜（FTIR）、熱重分析（TG）、掃描電鏡（SEM）、恒電流充放電及循環(huán)伏安（CV）對其化學(xué)組成、熱穩(wěn)定性、表面形貌及電化學(xué)性能進(jìn)行了表征和分析。結(jié)果表明，GO結(jié)構(gòu)中有很多的含氧基團(tuán)且其熱穩(wěn)定性不好。首次充放電曲線都有平臺，25mAg-1的充放電電流密度下首次放電和充電比電容量分別為282和314mAh g-1。但材料的循環(huán)性能還不是很理想，穩(wěn)定容量約為126mAh g-1。（2）對上述制備的GO分別進(jìn)行水熱及混合溶劑熱還原，通過FTIR、TG、恒電流充放電、CV及交流阻抗（EIS）對得到的水熱還原氧化石墨烯（HR... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池概述
        1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展
        1.2.2 鋰離子電池的工作原理及其特點(diǎn)
    1.3 常見的鋰離子電池正極材料
        1.3.1 層狀正極材料 LiMO_2(M = Co, Ni, Mn)
        1.3.2 尖晶石型錳酸鋰（LiMn_2O_4）
        1.3.3 橄欖石型磷酸亞鐵鋰（LiFePO_4)
    1.4 氧化石墨烯
        1.4.1 氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)
        1.4.2 氧化石墨烯的性質(zhì)
        1.4.3 氧化石墨烯的制備方法
        1.4.4 氧化石墨烯的還原法
    1.5 （部分還原)氧化石墨烯鋰離子電池正極材料的研究進(jìn)展
    1.6 論文的研究意義及研究內(nèi)容
        1.6.1 研究意義
        1.6.2 研究內(nèi)容
        1.6.3 創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 實(shí)驗(yàn)試劑儀器及材料性能表征方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑與原料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
        2.1.3 材料表征設(shè)備
    2.2 扣式電池的制作
        2.2.1 扣式電池測試模塊介紹
        2.2.2 電池正極片的制作
        2.2.3 扣式電池的組裝
    2.3 正極材料表征方法
        2.3.1 紅外光譜分析（FTIR）
        2.3.2 熱重分析（TG）
        2.3.3 X-射線衍射分析（XRD）
        2.3.4 掃描電子顯微鏡分析（SEM）
    2.4 電化學(xué)性能測試
        2.4.1 恒電流充放電測試
        2.4.2 循環(huán)伏安測試（CV)
        2.4.3 交流阻抗測試（EIS）
第三章 氧化石墨烯的制備及表征
    3.1 前言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 氧化石墨的制備
        3.2.2 氧化石墨烯的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 X 射線衍射分析
        3.3.2 掃描電鏡分析
        3.3.3 傅立葉紅外光譜分析
        3.3.4 熱重分析
        3.3.5 恒流充放電測試
        3.3.6 循環(huán)伏安測試
    3.4 本章小結(jié)
第四章 氧化石墨烯的水熱/溶劑熱還原及其電化學(xué)性能
    4.1 前言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 氧化石墨烯的水熱還原
        4.2.2 氧化石墨烯的混合溶劑熱還原
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 顏色判斷
        4.3.2 紅外光譜分析
        4.3.3 熱重分析
        4.3.4 恒流充放電測試
        4.3.5 循環(huán)伏安測試
        4.3.6 交流阻抗分析
        4.3.7 水熱還原溫度對材料電化學(xué)性能的影響
    4.4 混合溶劑熱還原氧化石墨烯及其電化學(xué)性能
        4.4.1 熱重分析
        4.4.2 紅外光譜分析
        4.4.3 恒電流充放電測試
        4.4.4 循環(huán)伏安測試
        4.4.5 交流阻抗分析
    4.5 關(guān)于材料儲鋰機(jī)理的探討
    4.6 本章小結(jié)
第五章 還原石墨烯復(fù)合物的制備及其電化學(xué)性能
    5.1 前言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 恒電流充放電測試
        5.3.2 紅外光譜分析
        5.3.3 循環(huán)伏安測試
    5.4 本章小結(jié)
總結(jié)
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號：3335508