氣紡絲法制備納米纖維工藝研究及其應(yīng)用

《氣紡絲法制備納米纖維工藝研究及其應(yīng)用》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、電子科技大學(xué)UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA碩士學(xué)位論文MASTERTHESIS論文題目氣紡絲法制備納米纖維工藝研究及其應(yīng)用學(xué)科專業(yè)材料科學(xué)與工程學(xué)號201521037008作者姓名杜瑋指導(dǎo)教師何泓材教授分類號密級注1UDC學(xué)位論文氣紡絲法制備納米纖維工藝研究及其應(yīng)用（題名和副題名）杜瑋（作者姓名）指導(dǎo)教師何泓材教授電子科技大學(xué)成都（姓名、職稱、單位名稱）申請學(xué)位級別碩士學(xué)科專業(yè)材料科學(xué)與工程提交論文日期2018.4論文答辯日期2018.5學(xué)位授予單位和日期

2、電子科技大學(xué)2018年6月答辯委員會主席評閱人注1：注明《國際十進(jìn)分類法UDC》的類號。STUDYONPREPARATIONPROCESSOFNANOFIBERANDITSAPPLICATIONBASEDONBLOWINGSPINNINGAMasterDissertationSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaDiscipline:MaterialScienceandEngineeringAuthor:DuWeiSupervisor:Pro

3、fessorHeHongcaiSchool:SchoolofMaterialsandEnergy獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研宄工作。及取得的研究成果據(jù)我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方夕卜，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研宄成果，也不包含為獲得電子科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研宄所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說明并表示謝意。作者簽名：ＩＩ日期：年辦月１日論文使用授權(quán)本學(xué)位論文作者完全了解電子

4、科技大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)電子科技大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定）作者簽名：來妹導(dǎo)師簽名：－＿ｊ日期：年６月，日ｆ摘要摘要現(xiàn)在商業(yè)化鋰離子電池的負(fù)極材料一般使用石墨，可石墨的理論比容量僅僅只有372mAh/g，已經(jīng)越來越無法滿足人們對其高能量密度的使用需求。因此，提高鋰離子

5、電池的負(fù)極材料的循環(huán)性能和放電比容量已發(fā)展成為研究的熱點(diǎn)。過渡金屬氧化物價格低廉，而且其理論比容量大約為碳材料的三倍，但是其在充放電的過程中易發(fā)生體積膨脹，導(dǎo)致電池循環(huán)性能變差。目前，針對這方面問題的主要解決手段包括納米化和復(fù)合結(jié)構(gòu)。材料的納米化可以縮短鋰離子的傳輸距離，材料的復(fù)合可以緩沖充放電過程中體積形變對電極結(jié)構(gòu)的破壞。本論文通過采用氣紡絲工藝技術(shù)使材料納米纖維化以及復(fù)合納米碳纖維的方式來提高SnO2、Co3O4的電化學(xué)性能。本論文的具體研究內(nèi)容如下:(1)采用氣紡絲技術(shù)制備SnO2和Co3O4納米纖維，對材料進(jìn)行S

6、EM表征，探索各工藝參數(shù)對纖維直徑分布的影響，并測試其作為鋰離子電池負(fù)極材料的電化學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)流速和粘結(jié)劑濃度增加時，氣紡絲納米纖維的直徑增大；當(dāng)施加氣壓的強(qiáng)度增大時，氣紡絲納米纖維的直徑減小；接收距離的變化，對氣紡絲納米纖維直徑大小的影響不明顯。氣紡SnO2和Co3O4納米纖維負(fù)極電池在電流密度為0.5C時，其首次放電比容量分別為1011mAh/g和1120mAh/g，皆高于其理論放電比容量。(2)采用氣紡絲技術(shù)制備摻氟二氧化錫（FTO）納米線纖維，同時將氣紡Co3O4納米纖維浸泡于未加粘結(jié)劑的FTO前驅(qū)紡絲液制

7、備復(fù)合Co3O4-FTO納米纖維，并測試其作為鋰電負(fù)極材料的電化學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)表明，與單一的Co3O4和FTO納米線相比，復(fù)合Co3O4-FTO納米纖維作為負(fù)極材料組裝的鋰電池展現(xiàn)出更高的鋰離子存儲容量，更優(yōu)異的循環(huán)性能和倍率性能，其首次放電容量達(dá)1321mAh/g，在電流密度為0.5C時，其容量在經(jīng)過50圈循環(huán)后仍然有400mAh/g，遠(yuǎn)高于單純的FTO納米線電極（78mAh/g）。(3)采用氣紡絲、預(yù)氧化和碳化等工藝,制備出三種氧化物復(fù)合納米碳纖維，并考察其作為鋰電負(fù)極材料的電化學(xué)性能。結(jié)果表明，CF-SnO2-Co3O

8、4碳纖維作為負(fù)極主材組裝的電池具有最佳的充放電性能，首次放電容量高達(dá)1490mAh/g，50次循環(huán)之后放電容量仍維持在599mAh/g左右。關(guān)鍵詞：氣紡絲，SnO2，Co3O4，鋰離子電池，負(fù)極材料IABSTRACTABSTRACTThecommerciallithium-ionbatteriescur