鋰離子電池因具備高能量/功率密度、高容量、長壽命等特性,已廣泛應用于小型電子器件、智能儲能系統(tǒng)和交通電動車等領(lǐng)域,但鋰離子電池負極材料仍然是限制其發(fā)展的關(guān)鍵要素。近年來,尋求具有高容量、長壽命的理想鋰離子電池負極材料成為關(guān)注的焦點。其中,錳氧化物在安全性、自然儲量和環(huán)境友好等方面具有突出優(yōu)勢,并且其理論容量高、充電電位(¹.2 V)相對低于其他氧化物等特性致使其在應用上存在巨大潛力。然而,錳氧化物作為負極材料仍存在缺陷,如較低的電子電導性、較大的體積收縮/膨脹變化、較嚴重的團聚和粉化問題,導致可逆比容量衰減快,承受大倍率能力差。因此,本文采用納米化策略設(shè)計和構(gòu)筑錳氧化物復合材料的合理微納結(jié)構(gòu),以改善材料的電子電導率并減緩伴隨充放電循環(huán)的體積變化。本論文以由水熱法獲得的MnO₂為前驅(qū)體,經(jīng)設(shè)計、構(gòu)筑制得具有一維yolk-shell結(jié)構(gòu)的Na_0.55Mn₂O₄·1.5H₂O@C納米棒(SMOH@C)和三維氮摻雜一氧化錳/石墨烯(3DNG/MnO)復合材料,并研...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：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
        1.2.1 鋰離子電池工作機理
        1.2.2 鋰離子電池負極材料研究現(xiàn)狀
    1.3 納米材料及其在鋰離子電池領(lǐng)域的應用
        1.3.1 納米材料
        1.3.2 納米材料在鋰離子電池領(lǐng)域的應用
    1.4 錳氧化物納米材料在鋰離子電池領(lǐng)域的應用
        1.4.1 錳氧化物納米材料
        1.4.2 錳氧化物在鋰離子電池負極的應用
    1.5 本論文的選題意義及主要研究內(nèi)容
第2章 實驗材料、儀器及測試方法
    2.1 實驗原材料與儀器
        2.1.1 實驗原料及化學試劑
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 材料測試/表征方法
    2.3 電化學性能測試/表征方法
        2.3.1 鋰離子電池的組裝流程
        2.3.2 電化學性能測試方法
第3章 一維Na-Mn-O@C yolk-shell納米棒結(jié)構(gòu)設(shè)計、合成及電化學性能
    3.1 引言
    3.2 實驗合成
    3.3 材料結(jié)構(gòu)設(shè)計與表征
        3.3.1 物相與形貌分析
        3.3.2 結(jié)構(gòu)表征
    3.4 電化學表征與研究
        3.4.1 電化學性能表征
        3.4.2 電化學機理研究
        3.4.3 結(jié)構(gòu)與性能相關(guān)性研究
    3.5 本章小結(jié)
第4章 三維MnO/石墨烯復合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計、合成及電化學性能
    4.1 引言
    4.2 實驗合成
    4.3 材料結(jié)構(gòu)設(shè)計與表征
        4.3.1 物相與形貌分析
        4.3.2 結(jié)構(gòu)表征
    4.4 電化學表征與研究
        4.4.1 電化學性能表征
        4.4.2 電化學機理研究
        4.4.3 結(jié)構(gòu)與性能相關(guān)性研究
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻
碩士期間研究成果
碩士期間參與的科研項目和獲得的獎勵



本文編號：3739744