發(fā)布時間：2024-07-06 22:40

　　鋰離子二次電池作為新一代儲能器件,具有長循環(huán)壽命、高能量密度和高功率密度等特征,廣泛應用于電子產(chǎn)品、電動汽車和大規(guī)模儲能等領域。但是目前商用鋰離子二次電池的能量密度受限于較低的正負極材料放電容量,已經(jīng)不能滿足人們對高能量密度電池日益增長的需求。金屬鋁負極擁有993 mAh/g的理論容量,遠遠超出現(xiàn)有商品化石墨負極材料(372 mAh/g),有望極大程度提高鋰離子電池的能量密度。與此同時,金屬鋁具有儲量豐富、價格低廉等優(yōu)勢,使其有望成為最具潛力的新一代鋰離子電池負極材料。然而由于鋁基負極在脫嵌鋰的過程中會發(fā)生巨大體積變化而導致電極結(jié)構(gòu)破壞,金屬鋁表面致密的氧化層會阻礙鋰離子和電子的快速傳輸?shù)热秉c。構(gòu)建特定的微納結(jié)構(gòu)已被認為是提高鋁負極循環(huán)性能的有效解決手段,但由于金屬鋁的高化學活性和高還原電勢,其有序納米結(jié)構(gòu)的制備一直是個巨大挑戰(zhàn)。針對以上問題,本課題發(fā)展了一種液相還原方法制備鋁的多級納米結(jié)構(gòu),通過調(diào)控溫度、鋁鹽種類、溶劑和配體等一系列反應參數(shù),實現(xiàn)了鋁納米結(jié)構(gòu)的低溫自組裝合成。在此基礎上構(gòu)筑了鋁納米片與碳納米管的復合結(jié)構(gòu),并研究了該材料作為鋰離子電池負極材料的放電容量和循環(huán)性能。研究工...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
學位論文數(shù)據(jù)集
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 鋰離子二次電池簡述
        1.2.1 電池的構(gòu)成
        1.2.2 電池的工作原理
    1.3 鋰離子二次電池鋁基負極材料研究進展
        1.3.1 零維Al基負極材料
        1.3.2 一維Al基負極材料
        1.3.3 二維Al基負極材料
    1.4 鋁納米材料的制備
        1.4.1 機械球磨法
        1.4.2 氣相冷凝法
        1.4.3 鋁烷分解法
        1.4.4 液相還原法
    1.5 本論文的主要內(nèi)容及研究意義
第二章 鋁納米結(jié)構(gòu)的液相調(diào)控合成
    2.1 引言
    2.2 實驗試劑與儀器
        2.2.1 主要的實驗試劑
        2.2.2 主要的實驗儀器
    2.3 實驗部分
        2.3.1 鋁納米片的制備
        2.3.2 樣品表征
    2.4 結(jié)果與討論
        2.4.1 溫度的影響
        2.4.2 鋁鹽的影響
        2.4.3 溶劑的影響
        2.4.4 配體的影響
        2.4.5 其他影響因素(還原劑,實驗裝置)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 碳納米管-鋁多級納米復合結(jié)構(gòu)的制備及其儲鋰性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗試劑與儀器
        3.2.1 主要的實驗試劑
        3.2.2 主要的實驗儀器
    3.3 實驗部分
        3.3.1 Al納米片和碳納米管復合物(Al-NS-CNTs)的制備
        3.3.2 Al納米顆粒和碳納米管復合物(Al-NP-CNTs)的制備
        3.3.3 物相和形貌表征
        3.3.4 電池的裝配及電化學性能測試
    3.4 結(jié)果與討論
    3.5 本章小結(jié)
第四章 結(jié)論
參考文獻
研究成果及發(fā)表的學位論文
致謝
作者和導師簡介



本文編號：4002740