学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

大孔径Ｃ/SiO_2复合材料的制备及其电池电化学性能研究

作　者: 王秋景
导　师: 张瑞丰
学　校: 宁波大学
专　业: 物理化学
关键词: 锂离子电池 负极材料 大孔炭材料 二氧化锡 三氧化二锑
分类号: TM912
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 68次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


本论文以新型的大孔SiO2材料为载体，利用其结构导向作用和毛细管效应，制备出大孔径的C/SiO2复合材料。在此材料的基础上采用原位水解、高温重结晶的方法，制备得到了C/SiO2/SnO2和C/SiO2/Sb2O3两种复合材料，将其分别直接用作锂离子电池负极材料，研究其电化学行为，本文所进行的研究工作如下：1、在实验组前人的工作基础上，得到一种新型大孔SiO2材料，以其为载体，聚丙烯腈溶液为碳源，通过孔道内聚合的方法得到PAN/SiO2复合物，再经高温炭化处理后得到大孔C/SiO2复合材料，复合材料上的炭以纳米薄膜状包覆在新型大孔SiO2材料的内外层，呈现三层夹心结构，其导电性能与丙烯腈浓度及聚合次数正相关，当丙烯腈浓度为33wt%且经两次聚后体积电阻可以减小到17cm。2、以大孔C/SiO2为基体材料，经SnCl2原位水解和高温重结晶后得到C/SiO2/SnO2复合材料，并对其进行表征，结果表明，C/SiO2/SnO2复合材料具有大尺寸大孔径结构，SnO2以微晶的形式存在于孔径及孔壁处，并与基体材料上的导电炭膜接触良好，将C/SiO2和C/SiO2/SnO2都分别直接用作锂离子电池负极材料，并对它们的电化学行为进行对比和研究，比容量数据显示C/SiO2能够表现出良好的循环稳定性，是一种良好的基体材料，适合与具有高比容量的负极材料复合；C/SiO2/SnO2表现出较高的充放电容量和较好的循环性能，比容量几乎是前者的两倍，说明经过金属氧化物SnO2负载的C/SiO2/SnO2发挥了复合材料的优势。3、以C/SiO2为基体材料，经SbCl3原位水解和高温重结晶得到三维的大尺寸大孔结构的C/SiO2/Sb2O3复合材料，通过对材料的各种表征表明，该材料具有大尺寸大孔径的三维骨架结构，晶体Sb2O3均匀的负载于三维骨架内，与骨架上的导电炭膜相结合，将C/SiO2/Sb2O3直接用作锂离子电池负极材料时，大尺寸大孔径三维骨架稳固的支撑和调节作用，碳材料良好的导电性和循环性，结合晶体Sb2O3高容量性，使C/SiO2/Sb2O3表现出较高的充放电容量和良好的循环性能，在20次充放电循环后比容量能保持在480mAh·g-1，几乎是C/SiO2的8倍。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
引言  10-11
1 绪论  11-25
  1.1 锂离子电池发展概述  11-13
  1.2 新型锂离子电池负极材料  13-16
    1.2.1 硅化物  14
    1.2.2 氮化物  14-15
    1.2.3 金属及其氧化物  15-16
    1.2.4 金属间化合物  16
  1.3 炭基复合材料发展状况  16-23
    1.3.1 炭基复合研究概述  16-18
    1.3.2 炭基复合材料的制备  18-19
    1.3.3 新型大孔 C/SiO_2复合材料的特点  19-20
    1.3.4 负极材料 SnO_2和Sb_2O_3与大孔C/SiO_2的原位复合  20-23
  1.4 课题研究内容与意义  23-25
    1.4.1 研究内容  23-24
    1.4.2 研究意义  24-25
2 实验部分  25-29
  2.1 主要仪器  25-26
  2.2 主要试剂  26-27
  2.3 实验设计  27
  2.4 实验电池组装  27
  2.5 测试与表征  27-29
3 大孔径 C/SiO_2复合材料的制备及导电性  29-38
  3.1 引言  29-30
  3.2 实验部分  30
    3.2.1 新型大孔 SiO_2的制备  30
    3.2.2 前驱体(PAN/SiO_2)制备  30
    3.2.3 C/SiO_2材料的制备及导电性  30
  3.3 结果与讨论  30-36
    3.3.1 形貌分析  30-34
    3.3.2 红外光谱分析  34-35
    3.3.3 PAN/SiO_2复合物的热重分析  35-36
    3.3.4 炭膜厚度调节对复合材料性能的影响  36
  3.4 本章小结  36-38
4 锂离子电池负极材料 C/SiO_2/SnO_2的制备、表征及其电化学性能  38-48
  4.1 引言  38
  4.2 实验部分  38-40
    4.2.1 新型大孔 SiO_2的制备  38-39
    4.2.2 C/SiO_2的制备  39
    4.2.3 C/SiO_2/SnO_2的制备  39
    4.2.4 C/SiO_2/SnO_2的电化学性能测试  39-40
  4.3 结果与讨论  40-47
    4.3.1 XRD 分析  40
    4.3.2 形貌分析  40-42
    4.3.3 充放电循环测试  42-44
    4.3.4 交流阻抗测试  44-45
    4.3.5 库仑效率分析  45-46
    4.3.6 充放电循环稳定性分析  46-47
  4.4 本章小结  47-48
5 锂离子电池负极材料 C/SiO_2/Sb_2O_3的制备、表征及其电化学性能  48-61
  5.1 引言  48-49
  5.2 实验部分  49-50
    5.2.1 新型大孔 SiO_2制备  49
    5.2.2 C/SiO_2的制备  49
    5.2.3 C/SiO_2/Sb_2O_3的制备  49
    5.2.4 C/SiO_2/Sb_2O_3的电化学性能测试  49-50
  5.3 结果与讨论  50-60
    5.3.1 差热分析  50
    5.3.2 XRD 分析  50-51
    5.3.3 形貌分析  51-52
    5.3.4 热稳定性分析  52-53
    5.3.5 充放电循环性能测试  53-54
    5.3.6 放电曲线及微分电容分析  54-57
    5.3.7 充电曲线及微分电容分析  57-58
    5.3.8 交流阻抗分析  58-59
    5.3.9 充放电循环稳定性分析  59-60
    5.3.10 库仑效率分析  60
  5.4 本章小结  60-61
6 结论与创新  61-63
  6.1 结论  61-62
  6.2 创新  62-63
参考文献  63-70
在学研究成果  70-71
致谢  71

相似论文

  1. 锂离子电池用多元Sn合金基碳复合材料的研究,TM912.9
  2. 锂离子电池硅碳负极材料的制备与性能研究,TM912.9
  3. 用于回收废旧锂离子电池中贵金属钴的螯合剂的合成及其性能研究,X76
  4. 锂离子电池电极材料黑磷与LiMn2O4的第一性原理研究,TM912
  5. 固体氧化物燃料电池负极材料Srn+1TinO3n+1（n=1,2,3,∞）的第一性原理研究,TM911.4
  6. 锂电池负极材料烧成用氧化铝坩埚的开发研究,TQ174.6
  7. 锂离子电池负极材料钛酸锂的改性及其电化学性能研究,TM912
  8. 硅基合金负极材料的制备及电化学性能的研究,TM912
  9. 水热法制备锂离子电池正极材料LiNi0.9Co0.1O2和LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,TM912
  10. 酚醛树脂热解炭包覆石墨化针状焦用于锂离子电池负极材料的研究,TM912
  11. 锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.15Al0.05O2的合成与改性,TM912
  12. 水性粘结剂对石墨负极电化学性能的影响,TM912
  13. 三维有序大孔电极材料的制备及电化学性能研究,TM912
  14. 锂离子电池正极材料氟磷酸钒锂的合成及电化学性能研究,TM912
  15. 锂离子电池正极材料LiFePO_4/C的制备及阴离子掺杂改性研究,TM912
  16. 碳纳米纤维用作锂离子二次电池负极材料的研究,TM912
  17. 锂离子电池负极材料石墨烯的制备及其电化学性能研究,TM912
  18. 锂离子电池负极材料硅—硅氧化物—锡/碳的制备及性能研究,TM912
  19. 纯电动汽车电池管理系统的研究,TM912
  20. 锂离子电池用PVDF/PMMA电纺膜的制备及电化学性能研究,TM912
  21. LiFePO4锂离子电池低温性能研究,TM912

中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术（直接发电） > 蓄电池
© 2012 www.xueweilunwen.com