三维微纳结构电极材料的制备及应用研究
发布时间：2025-05-15 04:55
锂离子二次电池已经广泛应用于各种便携式电子产品,近年来,电动车、便携式移动装备和混合动力汽车的储能装置对锂离子二次电池及其电极材料提出了更高的要求。石墨材料是目前商业化应用最广泛的负极材料,由于其理论容量比较低,因此无法满足大功率密度的需求。金属氧化物理论容量高,但是在电化学循环的过程中体积膨胀严重,极易引发安全事故。因此寻求更加安全、环保并具有高比能量的锂离子二次电池负极材料成为了锂离子二次电池领域的研究热点。三维微纳结构负极材料具有均匀的孔隙度和大的比表面积,拥有特殊的物理、化学以及力学性能,因此对三维微纳结构材料应用领域的探索研究非常有必要。基于此,本工作设计了一系列以Cu、泡沫Cu为主的前驱体:采用了阳极氧化法制备玉米叶状Cu2O;采用了水热法制备了具有三维微纳连续带孔道结构的石墨烯量子点包覆泡沫铜;采用了水热法制备SnO2包覆泡沫Cu;采用了高温煅烧制备了CuO和Cu2O泡沫Cu复合电极材料;得到微纳尺寸的球状、片状混合金属氧化物复合材料。并对阳极氧化电压、水热温度、水热时间等条件对材料组成、结构和电化学性能的影...
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池简介
1.2.1 锂离子电池的发展
1.2.2 锂离子电池的组成
1.2.3 锂离子电池的工作原理
1.2.4 锂离子电池的特点
1.3 锂离子电池正极材料简述
1.3.1 层状结构正极材料
1.3.2 尖晶石型正极材料
1.3.3 橄榄石型正极材料
1.4 锂离子电池负极材料简述
1.4.1 嵌入型负极材料
1.4.2 合金型负极材料
1.4.3 转化型负极材料
1.5 三维微纳结构电极材料简述
1.6 课题研究的意义和主要内容
第2章 实验试剂与仪器及研究方法
2.1 实验原料及试剂
2.2 实验仪器与设备
2.3 电极材料的表征
2.3.1 场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)-能量色散谱仪(EDS)
2.3.2 X射线粉末衍射仪(XRD)
2.4 电池的组装
2.4.1 电极片的制备
2.4.2 扣式电池的组装
2.5 电化学性能测试
2.5.1 交流阻抗测试(EIS)
2.5.2 充放电性能测试
2.6 电化学性能计算
第3章 玉米叶状CU2O的阳极氧化法合成与性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 玉米叶状CU2O微纳米片层的制备
3.2.2 电池的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 XRD分析
3.3.2 SEM分析
3.3.3 充放电性能分析
3.3.4 交流阻抗分析
3.4 小结
第4章 高温煅烧泡沫铜作为锂电池负极材料及其电化学性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 电池的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 XRD分析
4.3.2 SEM分析
4.3.3 充放电性能分析
4.3.4 交流阻抗分析
4.4 小结
第5章 水热法合成石墨烯量子点包覆泡沫铜及其电化学性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 水热法合成石墨烯量子点包覆泡沫铜的制备
5.2.2 电池的制备
5.3 水热温度的影响
5.3.1 XRD分析
5.3.2 SEM和 EDS分析
5.3.3 充放电性能分析
5.3.4 交流阻抗分析
5.4 水热时间的影响
5.4.1 XRD分析
5.4.2 SEM分析
5.4.3 充放电性能分析
5.4.4 交流阻抗分析
5.5 水热填充料的影响
5.5.1 XRD分析
5.5.2 SEM分析
5.5.3 充放电性能分析
5.5.4 交流阻抗分析
5.6 小结
第6章 水热法合成二氧化锡包覆泡沫铜作为锂电池负极材料及其电化学性能研究
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 电池的制备
6.3 结果与讨论
6.3.1 XRD分析
6.3.2 SEM分析
6.3.3 充放电性能分析
6.3.4 交流阻抗分析
6.4 小结
第7章 结论与展望
7.1 结论及创新点
7.2 展望
参考文献
附录
致谢
本文编号：4046278
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池简介
1.2.1 锂离子电池的发展
1.2.2 锂离子电池的组成
1.2.3 锂离子电池的工作原理
1.2.4 锂离子电池的特点
1.3 锂离子电池正极材料简述
1.3.1 层状结构正极材料
1.3.2 尖晶石型正极材料
1.3.3 橄榄石型正极材料
1.4 锂离子电池负极材料简述
1.4.1 嵌入型负极材料
1.4.2 合金型负极材料
1.4.3 转化型负极材料
1.5 三维微纳结构电极材料简述
1.6 课题研究的意义和主要内容
第2章 实验试剂与仪器及研究方法
2.1 实验原料及试剂
2.2 实验仪器与设备
2.3 电极材料的表征
2.3.1 场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)-能量色散谱仪(EDS)
2.3.2 X射线粉末衍射仪(XRD)
2.4 电池的组装
2.4.1 电极片的制备
2.4.2 扣式电池的组装
2.5 电化学性能测试
2.5.1 交流阻抗测试(EIS)
2.5.2 充放电性能测试
2.6 电化学性能计算
第3章 玉米叶状CU2O的阳极氧化法合成与性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 玉米叶状CU2O微纳米片层的制备
3.2.2 电池的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 XRD分析
3.3.2 SEM分析
3.3.3 充放电性能分析
3.3.4 交流阻抗分析
3.4 小结
第4章 高温煅烧泡沫铜作为锂电池负极材料及其电化学性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 电池的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 XRD分析
4.3.2 SEM分析
4.3.3 充放电性能分析
4.3.4 交流阻抗分析
4.4 小结
第5章 水热法合成石墨烯量子点包覆泡沫铜及其电化学性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 水热法合成石墨烯量子点包覆泡沫铜的制备
5.2.2 电池的制备
5.3 水热温度的影响
5.3.1 XRD分析
5.3.2 SEM和 EDS分析
5.3.3 充放电性能分析
5.3.4 交流阻抗分析
5.4 水热时间的影响
5.4.1 XRD分析
5.4.2 SEM分析
5.4.3 充放电性能分析
5.4.4 交流阻抗分析
5.5 水热填充料的影响
5.5.1 XRD分析
5.5.2 SEM分析
5.5.3 充放电性能分析
5.5.4 交流阻抗分析
5.6 小结
第6章 水热法合成二氧化锡包覆泡沫铜作为锂电池负极材料及其电化学性能研究
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 电池的制备
6.3 结果与讨论
6.3.1 XRD分析
6.3.2 SEM分析
6.3.3 充放电性能分析
6.3.4 交流阻抗分析
6.4 小结
第7章 结论与展望
7.1 结论及创新点
7.2 展望
参考文献
附录
致谢
本文编号：4046278
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