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《過渡金屬氧化物鋰離子電池負極材料的制備及其電化學性能的研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號：密級：學號：2015201003單位代碼：10759石河子大學碩士學位論文過渡金屬氧化物鋰離子電池負極材料的制備及其電化學性能的研究學位申請人韓志松指導(dǎo)教師王剛(教授)申請學位門類級別工學碩士學科、專業(yè)名稱化學工程研究方向功能材料所在學院化學化工學院中國·新疆·石河子2018年6月TheFabricationofTransitionMentalOxideAnodeMaterialsforLithium-ionbatteriesandElectrochemicalPerformanceADissertationSubmit
2、tedtoShiheziUniversityInPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringByHanZhisong(Chemicalengineering)DissertationSupervisor:professorWanggangJune,2018摘要隨著化石能源日益匱乏，以及汽車尾氣帶來的環(huán)境污染日趨嚴重，新能源汽車的使用越來越受到人們的青睞。鋰離子電池(LIBs)作為新能源汽車的動力源，受到人們的廣泛關(guān)注。目前商業(yè)化鋰離子電池
3、的負極材料為石墨碳材料，但是石墨碳基鋰離子電池能量密度低，續(xù)航能力比較差，這些問題限制了鋰離子電池的發(fā)展。隨著研究的深入，研究者發(fā)現(xiàn)過渡金屬氧化物具有較高的理論比容量，并且其價格低廉、來源廣泛，這些優(yōu)勢使其成為最有可能取代商業(yè)化石墨碳的鋰電負極材料之一。但是過渡金屬氧化物用作電極材料具有導(dǎo)電性差、體積膨脹等問題，這些問題嚴重影響了其循環(huán)穩(wěn)定性和使用壽命。針對這些問題科研工作者們做了大量的研究，發(fā)現(xiàn)采用碳包覆等方式可以提高金屬材料的電化學性能。基于以上的研究思路，本文以過渡金屬氧化物為研究對象，從三個方面對過渡金屬氧化物進行了新的
4、設(shè)計研究。(1)通過水熱法制備了花狀的NiO/ZnO鋰離子電池負極材料，為了研究該材料的形成機理,測試了不同反應(yīng)時間材料的FESEM圖譜。最后發(fā)現(xiàn)反應(yīng)9h得到的材料具有良好的花狀-1-1結(jié)構(gòu)，并且具有較好的電化學性能。在0.1Ag的電流密度下，該材料保持了1067mAhg-1的放電比容量，經(jīng)過150次循環(huán)之后其容量依然保持比較高的水平(930mAhg)。同時，當-1-1-1-1-1電流密度分別為1Ag，2Ag，5Ag時，其對應(yīng)比容量為596mAhg，494mAhg，389-1mAhg。(2)為了提高過渡金屬氧化物的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性
5、，通過共沉淀和溶劑熱相結(jié)合的方法制備了碳包覆的多孔NiMn2O4/CoMn2O4(NMCO@C)復(fù)合材料。經(jīng)過碳包覆后的材料穩(wěn)定性有-1-1了很大的提高。NMCO@C材料在0.1Ag的電流密度下保持了1240mAhg比容量，第二-1圈的比容量依然保持在970mAhg左右，雖然第一次的庫倫效率為78%，但是該材料表現(xiàn)-1出了良好的循環(huán)穩(wěn)定性。在經(jīng)過350次循環(huán)后，其放電比容量保持在900mAhg。同時，-1該電極材料在大電流密度下也表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，在2Ag的電流密度下循環(huán)350周之后-1容量基本沒有衰減，保持在280mAhg。
6、(3)微米尺寸過渡金屬氧化物電極材料由于較高的體積能量密度和簡便的制備方法，受到研究者的青睞，但是僅僅在外層包覆一層碳層不能很好改善其穩(wěn)定性和導(dǎo)電性，所以提高材料內(nèi)部導(dǎo)電性是很有必要。用一鍋法制備了內(nèi)外雙碳導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的(Mn3O4/CNTs@rGO)電極-1材料，Mn3O4/CNTs@rGO表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學性能。在較低的電流密度下(0.1Ag)循環(huán)150-1-1周之后,容量保持在1015mAhg。而且，倍率性能優(yōu)越，在10Ag的大電流密度下循環(huán)150-1周后容量保持在397mAhg。關(guān)鍵詞：鋰離子電池；負極材料；混合過渡金屬氧化
7、物；碳包覆。IAbstractWiththedecreaseofthefossilenergyandtheincreasinglyserioushealthproblemsthatenvironmentpollutionbroughttohuman,theuseofnewenergyvehiclesisbecomingmoreandmorepopular.LithiumionBattery(LIBs)iswidelyconcernedasthepowersourceofnewenergyvehicles.Thecommercia
8、lanodematerialoflithiumionbatteryisgraphite.However,thelowenergydensity,poorcruisingpowerlimitthedevelopmentofLIB.Butwiththedevelop
