鈦酸鋰(Li4Ti5O12)作為鋰離子電池負極材料,與石墨等碳電極材料相比具有熱穩(wěn)定性好、安全性能高和循環(huán)壽命長等優(yōu)點,被認為是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ膭恿π弯囯x子電池負極材料。但是Li4Ti5O12固有的電子導電率較低(10-13 S cm-2),導致其在大電流充放電條件下容量衰減快和倍率性能較差,限制了其規(guī)模化應用。為解決Li4Ti5O12材料在實際應用中容量衰減快和倍率性能差等問題,本論文采用球磨法和砂磨法兩種方法制備鈦酸鋰/石墨烯復合負極材料。采用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能量色譜儀(EDS)、透射電子顯微鏡(TEM)和拉曼光譜(Raman)等表征手段研究其結構和形貌的變化,采用藍電電池測試系統(tǒng)和電化學工作站測試其電化學性能,具體研究結果如下:采用兩步球磨法,分別制備 Li4Ti5O12/graphene(LTO-G)和 Li4Ti5O12/N-doped graphene(LTO-NG)復合材料。相比添加石墨烯而言,氮摻雜的石墨烯能夠提供更多的自由電子,提高LTO-NG樣品的電子導電性,對比純相Li4Ti5O12、LTO-G和LTO-NG,LTO-NG具有較...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１鋰離子電池工作原理示意圖??Ｆｉｕｒｅ?１．１?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉｒａｍ?ｏｆ?ｌｉｔｈｉｕｍ－ｉｏｎ?ｂａｔｔｅｒ

反復的嵌入與脫出。因此，鋰離子二次電池被稱作為“搖椅式電池”（趙靈智，２００９；??劉璐，２００９）。??如圖１．１是由層狀結構的ＬｉＣｏ〇２正極材料和石墨負極材料組成的鋰離子電??池，以此為例說明電池的工作原理。??／?ｒ?？?Ｖ）??ＬｉＣｏ〇２?＾?Ｌｉ．ＣｏＱａ??圖１．....

圖１．２?（Ａ）圓柱形鋰離子電池（Ｂ）扣式鋰離子電池（Ｃ）方形鋰離子電池??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?（Ａ）?Ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ?ＬＩＢ?（Ｂ）?Ｂｕｔｔｏｎ?ＬＩＢ?（Ｃ）?Ｓｑｕａｒｅ?ＬＩＢ??１．４．?１正極材料??

反復的嵌入與脫出。因此，鋰離子二次電池被稱作為“搖椅式電池”（趙靈智，２００９；??劉璐，２００９）。??如圖１．１是由層狀結構的ＬｉＣｏ〇２正極材料和石墨負極材料組成的鋰離子電??池，以此為例說明電池的工作原理。??／?ｒ?？?Ｖ）??ＬｉＣｏ〇２?＾?Ｌｉ．ＣｏＱａ??圖１．....

圖3.1所有樣品的XRD圖

鈦酸鋰／石墨烯復合負極材料的制備及電化學性能研宄經(jīng)１．５?ｈ升溫至５００?°Ｃ，煅燒５?ｈ，自然降溫冷卻，得到合負極材料（簡稱ＬＴＯ－ＮＧ）。??墨烯復合負極材料（簡稱ＬＴＯ－Ｇ）的制備方法同上，僅烯粉體換為石墨烯粉體。??相及形貌分析??Ｒａｍａｎ譜圖分析??

圖３．６?（ａ）所有樣品在０．２￣２０Ｃ倍率下的倍率性能曲線，（ｂ－ｄ）所有樣品在０．２？２０Ｃ倍率??下的充放電曲線??￣－

３．?３．?３?ＸＰＳ譜圖分析??為了進一步分析氮摻雜石墨烯中氮元素的存在形式，對ＬＴＯ－Ｇ和ＬＴＯ－ＮＧ??樣品進行ＸＰＳ測試。圖３．５為ＬＴＯ－Ｇ和ＬＴＯ－ＮＧ的ＸＰＳ圖譜。從圖３．５⑻中可??以看出，ＬＴＯ－ＮＧ樣品中有Ｌｉ、Ｔｉ、０、Ｃ、Ｎ元素，氮元素的原子百分數(shù)為２．６....

本文編號：3999079