金屬氧化物-碳纖維網(wǎng)絡結構的制備和儲鋰性能研究.pdf

1、近二十年來，鋰離子電池因為具有高能量密度、高比容量和質(zhì)量輕等優(yōu)點而收到科學工作者極大關注。隨著鋰電池在手機、平板、筆記本等小型電子產(chǎn)品中的廣泛應用，其仍然難以滿足人們對大功率密度、高能量密度、長循環(huán)壽命鋰離子電池的需求，它將是未來十年依持續(xù)研究熱潮。作為可循環(huán)充放電的主體，電極材料是鋰離子電池滿足迫切需要的關鍵。而本論文的研究內(nèi)容集中于鋰離子電池負極:碳基負極材料，鈷基復合材料和錫基復合材料三種類型的納米材料。
　　首先，詳細講述

2、了鋰離子電池的工作原理以及柱形電池結構組成。碳基負極材料的現(xiàn)狀與不足，包括四種碳材料:石墨化碳、無定形碳、納米碳和石墨烯。鈷基負極材料的制備方法，結構形貌、碳修飾氧化鈷的改性方案。此外，介紹了錫基負極材料的改性方法，包括納米化氧化錫顆粒，中空結構的氧化錫，炭包覆氧化錫，碳纖維修飾氧化錫和石墨烯修飾氧化錫。
　　其次，介紹了氧化鈷、碳纖維和石墨烯的結構、儲鋰機理、合成和改性方法的研究現(xiàn)狀。石墨烯不但可以調(diào)節(jié)納米顆粒的尺寸和增加電極的

3、導電性，而且可影響鋰電性能。
　　最后，我們通過亞錫離子還原氧化石墨烯、靜電紡絲法和后續(xù)熱處理獲得的超細SnO2納米顆粒、石墨烯和碳纖維組成的柔性纖維氈。所制備的直徑約4 nmSnOx納米粒子（包括氧化錫和氧化亞錫）被嵌入在由碳纖維和石墨烯組成的基體中，這可以緩解金屬氧化物在鋰離子嵌入/脫出的過程中產(chǎn)生的體積膨脹和收縮，與此同時阻擋了金屬氧化物納米顆粒的團聚。石墨烯和碳纖維的加入優(yōu)化電子轉(zhuǎn)移通道，提升了電子電導率，提高了鋰電性能。