石墨烯基复合材料的制备及在锂二次电池中的应用研究.pdf

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1、分类号：０４６９学校代码：１０６９７密级：公开学号：２０１３１００９９＊情±亨恆论交ＤＯＣＴＯＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ石墨烤基复合材料的制备及在侄二次屯化中的应用研究护心、ｒ於＇学科义称：凝聚态物理作者：表解指导老师：白晋涛教授ｉ西北大学学位评定委员会—＇二〇六年六月ＩＪ／ＳｎｔｈｅｓｉｓｏｆＧｒａｈｅｎｅＢａｓｅｄＣｏｍｏｓｉｔｅｓａｎｄｙｐｐｔｈｅｉｒ乂ｐｐｌｉｃａ村ｏｎｓｉｎＬｉｔｈｉｕｍＲｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅＢａｔｔｅｒｉｅｓＡｄｉｓｓｅｒｔａｔ

2、ｉｏｎｓｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＮｏｒｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｉｎａｒｔｉａｌｆｕｌ打ｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｅｕｉｒｅｍｅｎｔｓｐｑｆｏｒｔｈｅｄｅｒｅｅｏｆＤｏｃｔｏｒｏｆＰｈｉｌｏｓｏｈｇｐｙｉｎＣｏｎｄｅｎｓｅｄＭａｔｔｅｒＰｈｙｓｉｃｓＢ：ＹｕａｎＧｕａｎｈｕｉｙｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒｓ：ＢａｉＪｉｎｔａｏＰｒｏｆｅｓｓｏｒＪｕｎｅ２０１６西北大学学位论文知识产权黄明书本人完全了解西北大学关于收集、保存、使用学位论文的规定。学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件

3、和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。本人授权西北大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所等机构将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》或其它相关数据库。保密论文待解密后适用本声明。瓜淹学位论文作者签名Ｖ＾：指导教师签名：Ａ之兴居年＾月／曰八乂年月曰西北大学学位论文独创性声明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作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，本论文不包含其他人己

4、经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：〇〇／為年月２日＾《／＾摘要石墨稀基复合材料的制备及性能研究一直是近年来大家关注的焦点。其中在储能材料方面，石墨締基复合材料可Ｗ满足现代设备对能量转化快、效率高的需求，展现出了良好的发展前景。本论文主要采用石墨巧为改性元素，通过水热等方法制备出了金属化合物／石墨稀、金属硫化物／石墨巧、硫／石墨婦等多种复合材料。先后采用ＳＥＭ、ＸＰＳ、Ｘ

5、ＲＤ、ＢＥＴ等对这些复合材料的结构、形貌进行表征，并系统研究了这些复合材料作为裡二次电池电极材料的电化学性能。具体研究内容如下；一ＺｎＯ１．氧化石墨等为原料，采用步水热法制备出了担载均匀的／石墨帰一ＺｎＯ１／ＧＮ，ＺｎＯ／ＧＮ用作裡离子电池负极的电化学性能。在０．２Ａ（）复合材料研究了ｇ－ｉ下ＳＥＩ膜稳定形成后，ＺｎＯ／ＧＮ的可逆放电比容量为８４９ｍＡｈｇ；循环１００周后，￣ｉ一ＺｎＯ／ＧＮ的可逆放电容量仍然为５４７ｍＡｈＺ．４％。，相对于单ｎＯ容量提升３５ｇ一Ｓ墨稀２．氧化石墨等为原料，采用歩水热法合成出了担载均匀的Ｍｏ２／

6、石—Ｎ用１（Ｍ０Ｓ２／ＧＮ）复合材料，研究了Ｍ０Ｓ２／Ｇ作键离子电池负极的电化学性能。在０．１Ａｇ－ＥＭ０ＳｉＩ膜稳定，２／ＧＮ的可逆放电比容量为１２６０ｍＡｈｇ循环８０周后，下Ｓ形成后；－Ｍ０Ｓ９７０ｉ一／ＧＮ的可逆放电容量仍然稳定在ｍＡｈＭｏＳ８３．７％。２ｇ，相对于单２容量提升一３，．Ｗ氧化石墨等为原料采用步水热法制备出了硫／石墨締／碳纳米管（Ｓ／ＧＮ／ＣＮＴ）气凝胶复合材料。这种气凝胶复合材料可直接皮在集流体上用作裡硫电池正极材料，大大简化了极片制作工艺。在电流密度为０．２Ｃ时，Ｓ／ＧＮ／ＣＮＴ的首次－—ｉ’可逆放电比

7、容量为１０７０ｍＡｈｇ；循环８０周后，Ｓ／ＧＮ／ＣＮＴ仍然有稳定的７巧ｍＡｈｇＳ／ＧＮ９４的可逆放电容量，相对于气凝胶材料容量提升了．６％，展现了良好的电化学循环性能。４、．Ｗ氧化石墨等为原料，采用水热法结合浸溃热融法成功制备了兰元石墨稀／ＭｎＣＶ硫（ＧＮ／Ｍｎ〇２／Ｓ）复合材料。Ｓ和Ｍｎ〇２纳米粒子均匀的担载在了复合材料中的石墨稀片层上。当用作裡硫电池正极材料时，Ｓ元ＧＮ／Ｍｎ〇２／Ｓ材料展现了良好的电化学循环性能。在电流密度为化２Ｃ时，ＧＮ／Ｍｎ〇２／Ｓ的首次可逆放电比容量为１１１６－－