自支撑石墨烯基膜材料的制备及其电化学性能的研究.pdf

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1、分类号；０６１学校代码：１０６９７密级：公开隆学号：２０１３２０６４１鑛厂．Ｗ．１，Ｋ巧口乂．■ｉ硕±等恆巧交ＭＡ’ＳＴＥＲＳＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ１自支撑石墨婦基膜材料．ｍ的制备及其电化学性能的研究－－；，；魅＇。．有＂ＶＷ‘学科若称：材料化学作者：王金星指导老师：王惠教授’二；ｓ＇。西北大学学位评定委员会．．—’二〇六年ｒ．－．—、＾；汽一Ｓｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｒｏｅｒｔｉｅｓｏｆｙｐｐｆｒ

2、ｅｅ－ｓｔａｎｄｈｅｎｅ－ｂａｓｅｄｆｉｌｍｍａｔｅｒｉａｌｓｉｎｒａｐｇｇＡｔｈｅｓｉｓｓｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＮｏｒｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｉｎａｒｔｉａｌｆｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆ化ｅｒｅｕｉｒｅｍｅｎｔｓｐｑｆｏｒｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｉｎＭａｔｅｒｉａｌｓＣｈｅｍｉｓｔｒｙＢｙＷａｎｇＪｉｎｘｉｎｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＷａｎｇＨｕｉＰｒｏｆｅｓｓｏｒＪｕｎｅ２０１６西北大学学位论女知识产权声明屯本人完全Ｔ解西北大学关于收集、保存、使用学位论文的规定

3、。学校有权保留并向国家有关部ｎ或机构送交论文的复印件和电子飯。本人允许论文被查阅和惜閱。本人授权西北大学可Ｗ将本学位论文的レ全部或部分内容编入有关数据库进巧檢索，可ッ采用影印、缩印或扫描等复制手段保吞和汇编本学位论文。同时授极中国科学技术信息研究巧等机构将本学位论文收冢到《中画学位论文全文数据库》或其它相关数据犀。保密论文待解密房适用本声明。＾Ｕ学位论文作者签名：ｌ■指璋教师签名；私年＾＞月７曰么年＾月ｙｅ西北大学学位论文独创性再明本人声明：所呈交的学位论义是本人在导爾指导下进行的研巧工，作巧取得的研究成果摄我巧

4、知，除了文中特别加科标注和致谢的地方外，本论文不包含其他人己经发表或撰写进的硏究成策，也不包含为获縛西北大学或其它教育化构的學位或证书而使巧过的材料。与我…同Ｘ作的同志对本研究巧做的任何贡献均已在论文中作了明禱的说明并表示谢意。学位论文作替签名：．年＾月曰＞／＜（７摘要随着科技的迅猛发展，各种小体积、高容量、轻质量的便携式电子设备及新能源汽车的应用越发普遍，只有开发出具有高能量密度、循环性能好的储能设备才能满足各式电子产品对电源的需求。可充电二次裡离子电池因其较高的质量能量密度、较长的循环寿命Ｗ及较好的稳定性等而备受关注。

5、为了研制出具有柔性、质轻且容量高的钮离子电池一，其电极材料的选择和制各则显得极其关键。石墨稀ＧＮｓ是种具有二维层状结（），它不仅其有杰化的光学，，构的新型碳材料、电学和力学性能而且柔初性也非常好是制备柔性电极材料的理想选择。本论文采用简单、可扩大的两步法分别制备出了三类不同的ＧＮｓ基膜材料：还原氧化石墨婦膜ｒＧＯＭ、碳纳米管化墨娩ＣＮＴｓ／ＧＮｓ）二元（）（复合膜Ｗ及Ｆｅ２〇３／石墨蹄／碳纳米管（ＦｅｓＣＶＧＣＮＴｓ）Ｈ元复合膜，通过ＳＥＭ、ＴＥＭ、ＸＲＤ、Ｒａｍａｎ及ＸＰＳ等表征方法对所制备的膜材料进行了表征，并将该；类ＧＮｓ基膜在不

6、添加任何枯结剂和导电剂的情况下独自巧作裡离子电池的负极材料，对它们的各项电化学表现分别进行了分析测试。具体研究内容如下：采用两步法真空抽滤及化学还原（ＨＩ）法制备出了６种不同厚度的ｒＧＯＭ，ＳＥＭ测，膜厚度对材料的微观形貌及结构没有明显的影响试结果表明，但是它们的电化学性能存在较大差别，其中只有厚度为２．５的ｒＧＯＭ具有较优的倍率性能和较好的循环性能。采用两步法抽滤和热还原法制备出３种不同比例的ＣＮＴｓ／Ｇ＞４ｓ复合膜，ＳＥＭ显示，３种比例的ＣＮＴｓ／ＧＮｓ复合膜微观形貌相近，用作裡离子电池的负极材料时，３种复合＝膜中只有ＣＮＴｓ

7、／ＧＮｓｌ：３电极的倍率性能、循环寿命Ｗ及库伦效率最好。采用两步法抽滤和热还原法制备了具有王维结构的Ｆｅ２〇３／ＧＣＮＴｓ王元复合膜，ＳＥＭＦ￣Ｔ和ＴＥＭ表明，ｅ２〇３颗粒呈球状，其平均直径为７５〇１１１？，均匀的镶嵌在ＧＣＮｓＨ维框架之中，这有效缓解了Ｆｅ〇在反复充放电过程中的团聚现象，２３同时也使得该复合膜电极展示出突出的电化学特性。关键词：石墨蹄、膜材料、裡离子电池ＩＡｂｓｔｒａｃｔ－－－ｗｅＶａｒｉｏｕｓｋｉｎｄｏｆｓｍａｌｌｖｏｌｕｍｅｈｉｈｃａａｃｉｔａｎｄｌｉｈｔｉｈｔｏｒｔａｂｌｅｅｌｅｃｔｒｏ打ｉｃ