碳包囊过渡金属氧化物的制备及储锂性能研究.pdf

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1、ＨＨＩＨＳ（）６４６１００５８｜｜＾■ｐ？＊ｉ據这化巧设Ｗ公？处３创化５；１ｉｉｐ１￡讼他朔芯ｉ＇：．邊‘Ｅ＇ｉ＾■ｌ——圓—ｉｌ＾＾ｆ＾—１Ｍ巧響－？ｆ酵论文题目：碳包囊过渡金属氧化物的制备及储擊学习万式：Ｊ３全日制攻读□在职攻读作者姓名：ｉｇｇｇ学校导师：解勤兴企业导师：鹿秀山２０－－２５完成日期１７０２：＂＾ＳｅＳ＾＾Ｂｍ＾Ｂ；画麵Ｉ通＾Ｈｌｋ、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和

2、取得的研究成果，除了文中特别加切标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不巧含为获得天津工业大学或其化教育机构的学仿或证书而使用过的材料一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文。与我中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：如ｖ年言月曼日／学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津工业大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权去建王业么＾可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编Ｗ

3、供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）：导师签名学位论文作者签名：签字日期：年３月＾日签字日期兴ｎ：必年３月多日学位论文的主要创新点一二二－、本文Ｗ己胺四石酸钢（ＥＤＴＡ２Ｎａ）为碳源和氮源，制备了两种碳包囊过渡金属氧化物复合材料，包括碳包囊纳米尺度－Ｆｅ２〇３粒子复合材料（Ｆｅ２〇３＠ＮＣ）和碳包囊金属钻及氧化钻复Ｙ合材料（Ｃｏ〇ｘ＠Ｃ）。二、Ｆｅ〇ＮＣ纳米复合材料。经结构表征发现该复合材料具有丰富２３＠的

4、介孔，，有利于增大电极材料与电解液的接触面积从而改善－ＹＦｅ２〇３的电化学性能。其作为裡离子电池负极材料表现出较高。的储裡能力，优异的循环稳定性能和倍率性能Ｈ、Ｃｏ化＠Ｃ复合材料。其中金属钻作为良好的导电剂和高效的催化剂优化了氧化钻的电化学性能。研究结果表明该复合材料具有优异的电化学可逆性和循环稳定性。摘要由于氧化钻和王氧化二铁具有高的理论比容量、丰富的来源和环境友好等特点己成为裡离子电池负极材料研巧的热点。但是由于它们的导电性差，首次库伦效率低，。，，循环性能差等缺点限制了其广泛的应

5、用因此在保持高容量的条件二铁材，下，提高氧化钻和三氧化料的导电性抑制其在充放电过程中出现的体积膨胀、颗粒团聚レッ及活性材料粉化等问题是解决上述缺陷的有效途径Ｃ本文－２ＮａＥＤＴＡ为碳源和氮源，合成出具有良好的循环性能和倍率性能的裡离子电池负极材料。具体的研巧内容如下：采用ＥＤＴＡ－Ｆｅ为前－Ｆｅ２〇驱体制备出碳包囊纳米尺度Ｙ３纳米粒子－（Ｆｅ２〇３＠ＮＣ）。研究结果表明，尺寸大小约的丫化〇３晶粒均匀分散在１０Ａ／，碳基质中，０ｍ的电流密度下。电化学测试结果显示该复合电极材料在ｇ经过５０次

6、循环，库仑效率高达９８％，可逆比容量保持为４８７ｍＡｈ／ｇ，容量保持率为７１％１６００ｍＡ／，可逆比容量保持有１００ｍＡｈ／，当电；在ｇ的电流密度下ｇ流密度恢复至５０ｍＡ／ｇ时，放电比容量仍然可Ｗ快速恢复至５８５ｍＡｈ／ｇ。Ｆｅ：〇３＠ＮＣ复合材料表现出如此优异的电化学性能可归因于Ｆｅ２〇３＠ＮＣ复合材－Ｆ料的介孔结构Ｗ及氮渗杂的碳材料，这可ｅ记３的导１＾提高裡离子脱嵌过程中Ｙ电性和结构稳定性。采用ＥＤＴＡ－Ｃｏ为前驱体制备出碳包囊金属钻及氧化钻复合材料（Ｃｏ化＠Ｃ）。电化学测试

7、结果表明，该复合电极材料在１００ｍＡ／ｇ的电流密度下，经过５０次循环，库仑效率高达９９％，可逆比容量保持为４０７ｍＡｈ／，容量ｇ保持率为８６％；在１６００ｍＡ／ｇ的电流密度下，复合电极的可逆比容量高达１２０ｍＡｈ／ｇ，当电流密度恢复至５０ｍＡ／ｇ时，放电比容量仍然可迅速恢复至４１１一ｍＡｈ／ｇ。ＣｏＯｘ＠Ｃ表现出如此优异的电化学性能，这可Ｗ归因于Ｗ下特性：、高导电性金属Ｃｏ颗粒不仅作为导电剂増加复合材料的导电性，也作为有效催化剂促使ＳＥＩ膜姐分可逆转化，从而提高复合电极的储裡能力和倍率性

8、能。二、，从而氮慘杂的碳材料増大了复合材料的导电性，抑制了氧化钻纳米颗粒的团聚提高了复合材料的循环性能。关键词：裡离子电池；负极材料；王氧化二铁；氧化钻；复合材料ＡＢＳＴＲＡＣＴ－Ｃｏｂａｉ１ｄ化ｔｔｉｌｔｏｘｉｄｅａｎｄｆｅ化ｉｃｏｘｄｅｈａｖｅａｔｔｉａｃ；ｅｒｅａｔｉｎｒｅｓ