鋰離子電池Ge基負極材料的制備及其儲鋰性能研究.pdf

1、作為儲能設(shè)備的鋰離子電池（LIBs）具有能量密度高、功率大、壽命長和環(huán)境友好等特點。但市售LIBs石墨負極的理論容量僅有372 mAh g-1，這難以滿足能量儲存系統(tǒng)的建立、大型電動汽車等發(fā)展的要求。負極材料是LIBs的重要組成部分，因而，高容量負極材料的開發(fā)成為提高LIBs性能的決定因素。作為鋰離子電池負極材料，Ge具有比容量高，操作電壓低、電子傳輸速率快等優(yōu)勢，有望替代石墨負極。但在循環(huán)過程中，Ge體積膨脹嚴重，造成它的循環(huán)性能差，

2、阻礙了實際應(yīng)用。
　　為了提高Ge負極材料的循環(huán)穩(wěn)定性，研究者提出了納米結(jié)構(gòu)化和碳材料復合兩種方法。具有不同相貌的納米結(jié)構(gòu)具有表面積大，離子/電子傳輸快的特點。而碳質(zhì)材料具有高的導電性、好的機械柔韌性以及熱和化學穩(wěn)定性。在前人工作的基礎(chǔ)上，本文開展了以下兩方面的內(nèi)容：
　?。ㄒ唬┮允惺鄣腉eO2、GO和純水為原料，基于溶解-重結(jié)晶的機理制得了GeO2/graphene復合物。復合物制備過程中所用的化學試劑和儀器無毒且便宜。用

3、作LIBs負極材料進行性能測試時，結(jié)果表明：該電極具有好的循環(huán)性能和高的可逆容量：首次充電容量高達1637 mAh g-1，循環(huán)80圈后可逆容量保持在640 mAh g-1。
　?。ǘ┽槍鹘y(tǒng)1D納米結(jié)構(gòu)合成過程復雜、使用貴金屬催化劑的缺點，本文通過靜電紡絲的方法合成了Ge/CNFs。該材料表現(xiàn)出良好的儲鋰性能：在100 mA g-1的電流密度下，循環(huán)30圈后仍具有643.2 mAh g-1的可逆容量，約為石墨負極的2倍。這主要