MFe 2 O 4 （M=Zn,Co）/C复合材料制备及在锂离子电池中的应用
发布时间：2025-05-20 00:20
尖晶石型铁氧体MFe2O4（M=Co,Zn,Ni等）由于高比容量、资源丰富等优点被视为一种潜在的高性能的锂离子电池负极材料。然而,铁氧体负极材料实际应用中却受到其Li+储存过程中体积变化大和电导率低等问题的限制。对此,本文以常见的钴铁氧体（CoFe2O4,CFO）和锌铁氧体（ZnFe2O4,ZFO）为研究对象,分别采用水热法、浸渍法和溶剂热法制备了PVP衍生碳包覆CFO（CFO@PC）、碳纤维负载花状CFO（CFO/CCF）和碳包覆ZFO纳米球/还原氧化石墨烯（C/ZFO NSs/rGO）等系列复合材料。通过SEM、TEM、拉曼光谱等表征和电化学性能测试,探究了复合材料结构、形貌和电性能之间的关系。主要内容如下:（1）采用水热法合成CFO纳米颗粒,然后采用PVP为碳源对CFO纳米颗粒进行碳包覆改性,获得CFO@PC复合材料。检测结果表明,CFO颗粒尺寸大约25-50 nm,且均匀分散在碳材料中。这种结构能够缓解充放电过程中CFO的体积变...
【文章页数】：85 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 锂离子电池发展简介
1.2.2 锂离子电池工作原理
1.2.3 锂离子电池的优势
1.3 锂离子电池负极材料研究进展
1.3.1 负极材料分类
1.3.2 嵌入/脱出型负极材料
1.3.3 合金型负极材料
1.3.4 转换型负极材料
1.4 尖晶石铁氧体负极的研究现状
1.4.1 尖晶石铁氧体的简介
1.4.2 尖晶石铁氧体负极的优缺点及改进方式
1.4.3 尖晶石铁氧体的合成方法
1.5 本文选题依据与研究内容
第2章 实验材料、设备及表征
2.1 实验药品
2.2 实验仪器及设备
2.3 材料的表征方法
2.3.1 X射线衍射分析
2.3.2 拉曼光谱
2.3.3 扫描电子显微镜
2.3.4 能量色散X射线光谱
2.3.5 透射电子显微镜
2.3.6 X射线光电子能谱
2.3.7 N2吸附-脱附等温曲线
2.4 材料的电化学性能测试方法
2.4.1 电极的制备
2.4.2 CR2032扣式电池的组装
2.4.3 电化学性能测试
第3章 CoFe2O4@PVP衍生碳复合材料的制备及电化学性能研究
3.1 实验部分
3.1.1 材料的合成
3.1.2 材料的结构和形貌表征
3.1.3 材料的电化学性能测试
3.2 结果与讨论
3.2.1 材料的合成
3.2.2 物相、形貌及结构分析
3.2.3 恒流充放电曲线分析
3.2.4 循环及倍率性能分析
3.2.5 循环伏安曲线分析
3.2.6 交流阻抗谱分析
3.3 本章小结
第4章 CoFe2O4/棉碳纤维的制备及其电化学性能研究
4.1 实验部分
4.1.1 材料的合成
4.1.2 材料的结构和形貌表征
4.1.3 材料的电化学性能测试
4.2 结果与讨论
4.2.1 物相、形貌及结构分析
4.2.2 恒流充放电曲线分析
4.2.3 循环及倍率性能分析
4.2.4 循环伏安曲线分析
4.2.5 交流阻抗分析
4.3 本章小结
第5章 C/ZnFe2O4/rGO双保护结构复合材料的制备及其电化学性能研究
5.1 实验部分
5.1.1 材料的合成
5.1.2 材料的结构和形貌表征
5.1.3 材料的电化学性能测试
5.2 结果与讨论
5.2.1 制备过程的简要分析
5.2.2 物相、形貌及结构分析
5.2.3 恒流充放电曲线分析
5.2.4 循环及倍率性能分析
5.2.5 循环伏安曲线分析
5.2.6 交流阻抗谱分析
5.2.7 倍率性能后的形貌分析
5.2.8 工艺参数的探索
5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
本文编号：4046552
【文章页数】：85 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 锂离子电池发展简介
1.2.2 锂离子电池工作原理
1.2.3 锂离子电池的优势
1.3 锂离子电池负极材料研究进展
1.3.1 负极材料分类
1.3.2 嵌入/脱出型负极材料
1.3.3 合金型负极材料
1.3.4 转换型负极材料
1.4 尖晶石铁氧体负极的研究现状
1.4.1 尖晶石铁氧体的简介
1.4.2 尖晶石铁氧体负极的优缺点及改进方式
1.4.3 尖晶石铁氧体的合成方法
1.5 本文选题依据与研究内容
第2章 实验材料、设备及表征
2.1 实验药品
2.2 实验仪器及设备
2.3 材料的表征方法
2.3.1 X射线衍射分析
2.3.2 拉曼光谱
2.3.3 扫描电子显微镜
2.3.4 能量色散X射线光谱
2.3.5 透射电子显微镜
2.3.6 X射线光电子能谱
2.3.7 N2吸附-脱附等温曲线
2.4 材料的电化学性能测试方法
2.4.1 电极的制备
2.4.2 CR2032扣式电池的组装
2.4.3 电化学性能测试
第3章 CoFe2O4@PVP衍生碳复合材料的制备及电化学性能研究
3.1 实验部分
3.1.1 材料的合成
3.1.2 材料的结构和形貌表征
3.1.3 材料的电化学性能测试
3.2 结果与讨论
3.2.1 材料的合成
3.2.2 物相、形貌及结构分析
3.2.3 恒流充放电曲线分析
3.2.4 循环及倍率性能分析
3.2.5 循环伏安曲线分析
3.2.6 交流阻抗谱分析
3.3 本章小结
第4章 CoFe2O4/棉碳纤维的制备及其电化学性能研究
4.1 实验部分
4.1.1 材料的合成
4.1.2 材料的结构和形貌表征
4.1.3 材料的电化学性能测试
4.2 结果与讨论
4.2.1 物相、形貌及结构分析
4.2.2 恒流充放电曲线分析
4.2.3 循环及倍率性能分析
4.2.4 循环伏安曲线分析
4.2.5 交流阻抗分析
4.3 本章小结
第5章 C/ZnFe2O4/rGO双保护结构复合材料的制备及其电化学性能研究
5.1 实验部分
5.1.1 材料的合成
5.1.2 材料的结构和形貌表征
5.1.3 材料的电化学性能测试
5.2 结果与讨论
5.2.1 制备过程的简要分析
5.2.2 物相、形貌及结构分析
5.2.3 恒流充放电曲线分析
5.2.4 循环及倍率性能分析
5.2.5 循环伏安曲线分析
5.2.6 交流阻抗谱分析
5.2.7 倍率性能后的形貌分析
5.2.8 工艺参数的探索
5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
本文编号：4046552
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