Fe 3 O 4 /C复合材料的制备及其作为锂离子电池负极材料的性能研究
发布时间：2024-04-13 10:46
四氧化三铁(Fe3O4)作为锂离子电池负极材料,具有理论比容量高,原料来源丰富、价格低廉,以及环境友好等特点,近几年来受到人们越来越多的关注。但是由于其在充放电过程中体积效应严重以及较差的导电性,制约着这类材料作为电极的应用和发展。本文主要使用高温自生压力法(RAPET)以及溶剂热法制备了一系列不同结构、组成和形貌的Fe3O4/C复合材料,因炭的掺入所得复合材料表现了优异的电化学性能,具体研究内容如下:1)以环戊二烯基铁为原材料,四氢呋喃为溶剂,利用高温自生压力法一步煅烧制备了Fe3O4/C复合材料。通过对不同的铁源/溶剂比例下制备的样品进行比较,发现当加入铁源的量为0.4g,四氢呋喃的用量为2ml时得到的Fe3O4/C复合材料比容量最高且具有良好的循环性能,循环50圈之后仍然能保持538 m Ah/g的可逆比容量,具有较好的电化学性能。2)采用溶剂热法一步制备了晶型良好的Fe3O4/石墨烯复合材料。通过对一系列的控制实验进行对比,结果显示当反应温度为280℃时制备的Fe3O4/石墨烯复合材料具有优良的电化学性能,在0.1C下循环65圈后可逆比容量仍然维持在907m Ah/g,且在2C...
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
第一章 绪论
1.1 锂离子电池概述
1.1.1 锂离子电池的发展
1.1.2 锂离子电池的基本结构
1.1.3 锂离子电池的工作原理
1.1.4 锂离子电池的种类与特点
1.2 锂离子电池电极材料
1.2.1 正极材料概述
1.2.2 负极材料概述
1.2.3 过渡金属氧化物负极材料及其研究进展
1.2.4 过渡金属氧化物负极材料的制备
1.3 过渡金属氧化物的改性研究
1.3.1 材料尺寸形貌改性
1.3.2 复合材料改性
1.4 论文选题及创新点
第二章 实验部分
2.1 实验试剂和仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 材料表征
2.2.1 X-射线衍射分析
2.2.2 材料形貌分析
2.2.3 氮气等温吸附脱附分析(BET)
2.2.4 红外光谱分析
2.2.5 热重分析(TGA)
2.2.6 拉曼光谱分析
2.3 材料的电化学测试方法
2.3.1 电极制备
2.3.2 电池组装
2.3.3 电化学性能测试
第三章 高温自生压力法(RAPET)合成Fe3O4/C材料的研究
3.1 简介
3.2 实验部分
3.3 电池制作及测试参数
3.4 Fe3O4/C负极材料的形貌及结构分析
3.4.1 X-射线衍射分析
3.4.2 扫描电镜分析
3.5 材料电化学表征
3.5.1 充放电循环性能分析
3.5.2 循环伏安性能分析
3.5.3 电化学阻抗分析(EIS)
3.6 本章小结
第四章 溶剂热法制备Fe3O4/石墨烯复合电极材料的研究
4.1 简介
4.2 实验部分
4.3 电池制作及测试参数
4.4 样品结构性能分析
4.4.1 X-射线衍射分析
4.4.2 红外光谱分析
4.4.3 扫描电镜分析
4.4.4 透射电镜分析
4.4.5 拉曼光谱分析
4.4.6 热重曲线分析
4.4.7 氮气吸附脱附曲线分析
4.4.8 充放电循环性能分析
4.4.9 循环伏安性能分析
4.4.10电化学阻抗分析(EIS)
4.5 本章小结
第五章 溶剂热法制备纤维状Fe3O4负极材料的研究
5.1 简介
5.2 实验部分
5.3 电池测试参数
5.4 样品结构性能分析
5.4.1 X-射线衍射分析
5.4.2 扫描电镜分析
5.4.3 透射电镜分析
5.4.4 氮气吸附脱附曲线分析
5.4.5 充放电循环性能分析
5.4.6 电化学阻抗分析(EIS)
5.4.7 循环伏安性能分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢
本文编号：3952918
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
第一章 绪论
1.1 锂离子电池概述
1.1.1 锂离子电池的发展
1.1.2 锂离子电池的基本结构
1.1.3 锂离子电池的工作原理
1.1.4 锂离子电池的种类与特点
1.2 锂离子电池电极材料
1.2.1 正极材料概述
1.2.2 负极材料概述
1.2.3 过渡金属氧化物负极材料及其研究进展
1.2.4 过渡金属氧化物负极材料的制备
1.3 过渡金属氧化物的改性研究
1.3.1 材料尺寸形貌改性
1.3.2 复合材料改性
1.4 论文选题及创新点
第二章 实验部分
2.1 实验试剂和仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 材料表征
2.2.1 X-射线衍射分析
2.2.2 材料形貌分析
2.2.3 氮气等温吸附脱附分析(BET)
2.2.4 红外光谱分析
2.2.5 热重分析(TGA)
2.2.6 拉曼光谱分析
2.3 材料的电化学测试方法
2.3.1 电极制备
2.3.2 电池组装
2.3.3 电化学性能测试
第三章 高温自生压力法(RAPET)合成Fe3O4/C材料的研究
3.1 简介
3.2 实验部分
3.3 电池制作及测试参数
3.4 Fe3O4/C负极材料的形貌及结构分析
3.4.1 X-射线衍射分析
3.4.2 扫描电镜分析
3.5 材料电化学表征
3.5.1 充放电循环性能分析
3.5.2 循环伏安性能分析
3.5.3 电化学阻抗分析(EIS)
3.6 本章小结
第四章 溶剂热法制备Fe3O4/石墨烯复合电极材料的研究
4.1 简介
4.2 实验部分
4.3 电池制作及测试参数
4.4 样品结构性能分析
4.4.1 X-射线衍射分析
4.4.2 红外光谱分析
4.4.3 扫描电镜分析
4.4.4 透射电镜分析
4.4.5 拉曼光谱分析
4.4.6 热重曲线分析
4.4.7 氮气吸附脱附曲线分析
4.4.8 充放电循环性能分析
4.4.9 循环伏安性能分析
4.4.10电化学阻抗分析(EIS)
4.5 本章小结
第五章 溶剂热法制备纤维状Fe3O4负极材料的研究
5.1 简介
5.2 实验部分
5.3 电池测试参数
5.4 样品结构性能分析
5.4.1 X-射线衍射分析
5.4.2 扫描电镜分析
5.4.3 透射电镜分析
5.4.4 氮气吸附脱附曲线分析
5.4.5 充放电循环性能分析
5.4.6 电化学阻抗分析(EIS)
5.4.7 循环伏安性能分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢
本文编号：3952918
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