学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

锰酸锌的制备及其电化学行为研究

作　者: 陈学法
导　师: 黄云辉
学　校: 华中科技大学
专　业: 材料学
关键词: 锂离子电池负极材料 ZnMn2O4 水热法模板法
分类号: TM912
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 17次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

尖晶石结构的ZnMn₂O₄是一种重要的无机功能半导体材料，在生物医学、传感器、催化剂、电池材料等领域有着重要的研究价值和应用前景。因其作为锂离子电池负极材料时具有理论比容量高、价格低廉、环境友好等突出特点，吸引了越来越多的材料研究者的关注。但是ZnMn₂O₄因较低的电导率和较大的体积膨胀，导致了倍率性能和循环性能比较差。目前科学家们通过减小材料颗粒尺寸、构筑新的形貌结构等措施来改善ZnMn₂O₄的性能，并取得了一定的进展。本论文中探索了水热法、模板法、尿素燃烧法、共沉淀法制备了ZnMn₂O₄的方法，研究了不同粘结剂对该材料电化学性能的影响，并在共沉淀法制备ZnMn₂O₄的基础上进行了导电高分子PPy的包覆改性研究。运用了各种分析表征手段如TG/DTA、XRD、SEM、TEM、XPS等对材料的热稳定性、成分、结构、形貌进行分析和表征，通过充放电测试、循环伏安法测试了材料的电化学性能。研究表明：采用水热法合成出了纯相的ZnMn₂O₄纳米颗粒，颗粒尺寸为20nm,水性粘结CMC-SBR能够极大地改善该材料的电化学性能。通过模板法合成了中空多孔的ZnMn₂O₄亚微米球，组成ZnMn₂O₄亚微米球的一次颗粒尺寸为25-50nm。中空多孔球形结构的构筑改善了材料的循环性能和倍率性能。尿素燃烧法所需合成温度较低，但重复性较差。PPy包覆没有改善ZnMn₂O₄电化学性能，可能与基材的选择有关。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-9
第一章绪论  9-21
  1.1 锂离子电池的研究背景  9-10
  1.2 锂离子电池的发展历史  10-11
  1.3 锂离子电池的工作原理  11-13
  1.4 锂离子电池的特点和应用  13-14
  1.5 锂离子电池负极材料  14-17
  1.6 ZnMn_2O_4负极材料的研究现状  17-20
  1.7 选题依据和主要研究内容  20-21
第二章实验方法与仪器  21-26
  2.1 实验试剂及实验设备  21-22
  2.2 材料的分析与表征  22-23
  2.3 电极的制备与电池的组装  23-24
  2.4 材料的电化学性能测试  24-26
第三章水热法合成 ZnMn_2O_4的研究  26-35
  3.1 引言  26-27
  3.2 材料的制备  27-28
  3.3 合成温度和反应时间的选择  28-32
  3.4 水热法合成 ZnMn_2O_4的化学反应机理  32-33
  3.5 不同粘结剂对 ZnMn_2O_4的电化学性能影响  33-34
  3.6 本章小结  34-35
第四章 ZnMn_2O_4的模板法合成  35-49
  4.1 引言  35-36
  4.2 中空多孔 ZnMn_2O_4亚微米球的制备  36
  4.3 中空多孔 ZnMn_2O_4亚微米球的表征  36-41
  4.4 中空多孔 ZnMn_2O_4亚微米球的形成机理分析  41-42
  4.5 中空多孔 ZnMn_2O_4亚微米球的储锂性能分析  42-45
  4.6 纳米棒状 ZnMn_2O_4的制备与相关的分析  45-47
  4.7 本章小结  47-49
第五章 ZnMn_2O_4的其他合成方法及改性研究  49-57
  5.1 引言  49
  5.2 尿素燃烧法的合成  49-52
  5.3 共沉淀法合成  52-54
  5.4 导电高分子包覆改性  54-56
  5.5 本章小结  56-57
第六章结论与展望  57-60
  6.1 结论  57-58
  6.2 展望  58-60
致谢  60-62
参考文献  62-66
附录攻读学位期间发表学术论文  66

锰酸锌的制备及其电化学行为研究

内容摘要

全文目录

相似论文