納米碳改性過渡金屬基鋰電材料的制備及其電極過程機(jī)制.pdf

1、由于資源豐富、價(jià)格低廉、無毒、無污染等優(yōu)點(diǎn)，石墨常被用作商業(yè)化鋰離子電池負(fù)極材料。石墨作為鋰離子電池負(fù)極材料時(shí)，雖然有嵌鋰電位低、循環(huán)性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，但是也表現(xiàn)出比容量低、倍率性能差等一些缺點(diǎn)，因此需要開發(fā)比容量高、充放電效率高、循環(huán)穩(wěn)定性優(yōu)異的新型負(fù)極材料。過渡金屬化合物具有較高的理論容量和良好的倍率性能，但其導(dǎo)電性較差，在電極反應(yīng)過程中嚴(yán)重的體積變化會影響電池穩(wěn)定性。常用的改善材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的有效方法包括合成特殊形貌的納米材料或者與

2、導(dǎo)電碳材料復(fù)合。此外，對新型電極材料優(yōu)秀性能機(jī)制的研究對進(jìn)一步開發(fā)高性能電極材料有著重大的實(shí)用意義和科學(xué)價(jià)值。本論文以研發(fā)高性能鋰離子電池負(fù)極材料為目標(biāo)，設(shè)計(jì)合成了納米碳改性的金屬基化合物復(fù)合材料，考察了它們作為鋰離子電池負(fù)極材料時(shí)的儲鋰性能，并研究了其儲鋰機(jī)制。主要研究內(nèi)容如下所述。
　　1、采用簡單的水熱和后續(xù)煅燒方法合成了Ni3S2納米片/還原氧化石墨-碳復(fù)合材料(Ni3S2@C-RGO)，并將其作為鋰離子電池負(fù)極材料裝配了

3、電池，進(jìn)而研究了Ni3S2@C-RGO的儲鋰性能、倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。
　　2、以廉價(jià)鐵鹽作為鐵源、氧化石墨作為導(dǎo)電基底、葡萄糖作為碳源和連接劑設(shè)計(jì)合成了具有三維結(jié)構(gòu)的碳包覆FeS與氧化石墨烯(FeS@C-RGO)電極材料，并將其作為電池負(fù)極材料裝配電池后研究了其倍率容量及循環(huán)穩(wěn)定性。
　　3、利用廉價(jià)的葡萄糖作為碳源和調(diào)控劑，采用簡單的無模板溶劑熱反應(yīng)法制備了海膽狀V2O3/碳空心納米球(V2O3/C)復(fù)合材料。通過調(diào)節(jié)