尖晶石型鐵氧體MFe₂O₄（M=Co,Zn,Ni等）由于高比容量、資源豐富等優(yōu)點被視為一種潛在的高性能的鋰離子電池負極材料。然而,鐵氧體負極材料實際應用中卻受到其Li⁺儲存過程中體積變化大和電導率低等問題的限制。對此,本文以常見的鈷鐵氧體（CoFe₂O₄,CFO）和鋅鐵氧體（ZnFe₂O₄,ZFO）為研究對象,分別采用水熱法、浸漬法和溶劑熱法制備了PVP衍生碳包覆CFO（CFO@PC）、碳纖維負載花狀CFO（CFO/CCF）和碳包覆ZFO納米球/還原氧化石墨烯（C/ZFO NSs/rGO）等系列復合材料。通過SEM、TEM、拉曼光譜等表征和電化學性能測試,探究了復合材料結(jié)構(gòu)、形貌和電性能之間的關(guān)系。主要內(nèi)容如下:（1）采用水熱法合成CFO納米顆粒,然后采用PVP為碳源對CFO納米顆粒進行碳包覆改性,獲得CFO@PC復合材料。檢測結(jié)果表明,CFO顆粒尺寸大約25-50 nm,且均勻分散在碳材料中。這種結(jié)構(gòu)能夠緩解充放電過程中CFO的體積變...

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池簡介
        1.2.1 鋰離子電池發(fā)展簡介
        1.2.2 鋰離子電池工作原理
        1.2.3 鋰離子電池的優(yōu)勢
    1.3 鋰離子電池負極材料研究進展
        1.3.1 負極材料分類
        1.3.2 嵌入/脫出型負極材料
        1.3.3 合金型負極材料
        1.3.4 轉(zhuǎn)換型負極材料
    1.4 尖晶石鐵氧體負極的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 尖晶石鐵氧體的簡介
        1.4.2 尖晶石鐵氧體負極的優(yōu)缺點及改進方式
        1.4.3 尖晶石鐵氧體的合成方法
    1.5 本文選題依據(jù)與研究內(nèi)容
第2章 實驗材料、設(shè)備及表征
    2.1 實驗藥品
    2.2 實驗儀器及設(shè)備
    2.3 材料的表征方法
        2.3.1 X射線衍射分析
        2.3.2 拉曼光譜
        2.3.3 掃描電子顯微鏡
        2.3.4 能量色散X射線光譜
        2.3.5 透射電子顯微鏡
        2.3.6 X射線光電子能譜
        2.3.7 N₂吸附-脫附等溫曲線
    2.4 材料的電化學性能測試方法
        2.4.1 電極的制備
        2.4.2 CR2032扣式電池的組裝
        2.4.3 電化學性能測試
第3章 CoFe₂O₄@PVP衍生碳復合材料的制備及電化學性能研究
    3.1 實驗部分
        3.1.1 材料的合成
        3.1.2 材料的結(jié)構(gòu)和形貌表征
        3.1.3 材料的電化學性能測試
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 材料的合成
        3.2.2 物相、形貌及結(jié)構(gòu)分析
        3.2.3 恒流充放電曲線分析
        3.2.4 循環(huán)及倍率性能分析
        3.2.5 循環(huán)伏安曲線分析
        3.2.6 交流阻抗譜分析
    3.3 本章小結(jié)
第4章 CoFe₂O₄/棉碳纖維的制備及其電化學性能研究
    4.1 實驗部分
        4.1.1 材料的合成
        4.1.2 材料的結(jié)構(gòu)和形貌表征
        4.1.3 材料的電化學性能測試
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 物相、形貌及結(jié)構(gòu)分析
        4.2.2 恒流充放電曲線分析
        4.2.3 循環(huán)及倍率性能分析
        4.2.4 循環(huán)伏安曲線分析
        4.2.5 交流阻抗分析
    4.3 本章小結(jié)
第5章 C/ZnFe₂O₄/rGO雙保護結(jié)構(gòu)復合材料的制備及其電化學性能研究
    5.1 實驗部分
        5.1.1 材料的合成
        5.1.2 材料的結(jié)構(gòu)和形貌表征
        5.1.3 材料的電化學性能測試
    5.2 結(jié)果與討論
        5.2.1 制備過程的簡要分析
        5.2.2 物相、形貌及結(jié)構(gòu)分析
        5.2.3 恒流充放電曲線分析
        5.2.4 循環(huán)及倍率性能分析
        5.2.5 循環(huán)伏安曲線分析
        5.2.6 交流阻抗譜分析
        5.2.7 倍率性能后的形貌分析
        5.2.8 工藝參數(shù)的探索
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術(shù)論文目錄



本文編號：4046552