锂离子电池锡基复合负极与富锂层状正极材料的制备与电化学性能表征

【摘要】近年来,由于锂离子电池具有能量密度高、比容量高和质量轻等优点,在手机、笔记本电脑等小型电子产品中得到了广泛的应用。随着电动汽车与电动工具等产业的迅猛发展,迫切需要开发具有更高功率密度和能量密度、更长循环寿命的锂离子电池作为动力支持。作为可逆充放电的主体,电极材料是新型锂离子电池成功开发的关键。本论文的研究内容集中于新型锂离子电池负极二氧化锡纳米材料和正极富锂层状材料的合成、优化及电化学性能表征。论文第一章中主要介绍了锂离子电池的组成结构、工作原理和发展历史,并展望了锂离子及动力型电池的应用前景。文中首先分别对锂离子电池的正负极材料进行了总体概述,然后着重论述了两种电极材料(金红石型SnO2负极材料和富锂正极材料xLi2MnO3-(l-x)LiMO2(M=Co,Ni,Mn))的结构、储锂机理、合成以及改性的研究现状。论文在第二章简要介绍了实验工作中所涉及的实验试剂、方法和仪器。此外,还特别介绍了2025型扣式电池的组装方法,以及常用的材料结构、形貌和成分等表征手段和电化学测试方法。论文第三章中,采用氧化石墨烯作为氧化剂一步快速水热法合成了SnO2/石墨烯纳米复合材料,通过调节氧化石墨烯的配比,成功地制备出SnO2/SnO两相复合物和纯相SnO2,并研究了氧化石墨烯与亚锡离子比例对最终产物的形貌、结构和电化学性能的影响。结果表明,当氧化石墨烯质量分数为32%时,合成的SnO2/石墨烯纳米复合材料表现出了高的循环稳定性,经过90次循环后,放电比容量仍然保持在525mAh/g,平均容量损失仅为0.3%。论文第四章中,采用一步快速燃烧法合成了富锂正极材料,并分别应用有机酸尿素和柠檬酸作为燃料,系统考察了两种燃料对所制备材料的结构、形貌和电化学性能的影响；同时,对应用不同燃料所制备的材料的电化学性能差异的原因进行了细致分析。结果表明,尿素燃烧法合成的富锂正极材料Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2综合电化学性能最佳。0.1C电流倍率下首次放电比容量为264.6mAh/g,1C下最高放电比容量为167.5mAh/g,经过100次循环后容量为150.3mAh/g,保持率达90%。
【作者】徐粤；
【导师】姜银珠；高博；
【作者基本信息】浙江大学，材料工程，2014，硕士
【关键词】锂离子电池；电极材料；石墨烯；氧化锡；富锂正极材料；电化学性能；

【参考文献】
[1]刘勇.甘肃省枣子沟金矿中酸性脉岩与金成矿关系研究[D].长安大学,矿物学、岩石学、矿床学,2013,硕士.
[2]史乐贤.吡啶—金属纳米颗粒体系的光谱学特性研究[D].首都师范大学,材料物理与化学,2014,硕士.
[3]肖辉赞.资源枯竭地区经济增长点培育与风险规避机制研究[D].辽宁工程技术大学,管理科学与工程,2003,硕士.
[4]韩志君.当代大学生公共精神培育研究[D].首都师范大学,思想政治教育,2013,硕士.
[5]王凡豪.原油评价数据应用的算法设计与实现[D].南京大学,控制工程（专业学位）,2013,硕士.
[6]杨新玲.西北地区环境治理的绩效研究[D].兰州商学院,统计学,2013,硕士.
[7]李（如生）英.入世后我国保险业发展的对策研究[D].中南大学,2002.
[8]韩清堃.电容式储运油泥含水率测量方法研究[D].浙江大学,控制科学与工程,2014,硕士.
[9]王惠儒.大黄鱼标志技术研究及耐低温性状相关SSR标记筛选[D].浙江海洋学院,养殖（专业学位）,2014,硕士.
[10]周海军.论海关知识产权保护与公共利益的实现[D].宁波大学,知识产权法（专业学位）,2013,硕士.
[11]张文艳.HCMV潜伏感染的老年小鼠AD样神经病理学模型的建立[D].安徽医科大学,病原生物学,2004,硕士.
[12]陈海永,王宏.基于LMI的参数随机变化系统的概率密度函数控制[J].自动化学报,2007,11:1216-1220.
[13]余正飞.模糊自适应PID在下肢外骨骼助力腿中的仿真研究[D].厦门大学,机械设计及理论,2014,硕士.
[14]王方.金刚石纳米颗粒和石墨烯组合可实现“超润滑”[N].中国有色金属报,2015-06-20007.
[15]徐朝建.预防性行政诉讼研究[D].海南大学,宪法学与行政法学,2014,硕士.
[16]AidinTajbakhsh.Ecological Factors in Bilingual Development[D].华中师范大学,教育与发展心理学,2014,硕士.
[17]韩秀梅.数控三维正脊仪的计算机辅助测试和机械系统优化设计[D].北方工业大学,机械电子工程,2004,硕士.
[18]王光云.合肥高新区人力资源开发与管理[D].安徽大学,工商管理,2013,硕士.
[19]徐菊.基于协同设计的虚拟企业合作伙伴选择研究[D].辽宁工程技术大学,企业管理,2012,硕士.
[20]郜世博,吴赞敏,张著桂.涤纶织物的黄芩染色[J].纺织学报.
[21]孟莎,余鹏,刘加.基于格的汉语自然对话语音索引方法研究[J].自动化学报,2010,02:215-220.
[22]唐甜甜.实例客车骨架典型工况分析与地板结构轻量化应用研究[D].华南理工大学,车辆工程,2012,硕士.
[23]李文谱,杨节,王琦,董酉鸣.直流压下速度整定曲线的自动测定[J].冶金自动化,1991,04:47-49.
[24]于倩.死刑案件量刑情节研究[D].黑龙江大学,法律,2013,硕士.
[25]林惠.基于J2EE的中职学校绩效管理系统的设计与实现[D].厦门大学,软件工程,2014,硕士.
[26]张妍.RGD肽修饰的多苯并咪唑化合物的DNA凝聚性质[D].华中师范大学,有机化学,2013,硕士.
[27]陈登彬.烟草物流配送网络布局的综合评价及优化研究[D].福建农林大学,农业推广,2012,硕士.
[28]易昂.MAS应用于分布式数据挖掘的研究[D].长沙理工大学,2004.
[29]麻德强.国家管辖范围以外区域的环境影响评价制度研究[D].厦门大学,海洋事务,2014,硕士.
[30]王洪涛,刘玉田,邱夕兆,杨明辉.基于多agent的电力系统主从递阶恢复决策[J].电力系统自动化,2006,15:5-9.
[31]张倩.我国公益性事业单位工作人员养老保险制度改革研究[D].安徽大学,行政管理,2013,硕士.
[32]王小拥.高校思想政治理论课如何组织课堂对话[J].河南工业大学学报(社会科学版),2015,01:186-189.
[33]廖建秀.大学生安全意识状况及教育对策研究[D].华中师范大学,思想政治教育,2014,硕士.
[34]高凯,朱金钧.浅谈数据仓库的在线分析方法[J].计算机工程与应用,2003,12:202-205.
[35]王兰.铅锌矿采选项目环境监理研究[D].兰州大学,环境工程,2013,硕士.
[36]白极星.新疆人才集聚区域差异分析及模式选择[D].新疆大学,劳动经济学,2013,硕士.
[37]谢运昌,陈觉民,孙仁初.工业炉残氧分析的节能效益[J].冶金自动化,1982,06:14-19.
[38]邓亚非.山东鼓子秧歌的发展现状及其在新农村精神生活中的作用[D].青岛大学,民族音乐学,2013,硕士.
[39]毛显丽.雕塑负空间形态研究[D].西南大学,美术学,2013,硕士.
[40]岳佳.重组人白介素-11衍生物对治疗恶性肿瘤患者化疗后血小板减少的临床研究[D].吉林大学,临床医学,2014,硕士.
[41]龚梁蓉.大陆、台湾、香港高考语文试题比较研究[D].湖南师范大学,教育,2003,硕士.
[42]郭卫忠.胜利油田单六断块东部超稠油油藏工程研究[D].中国海洋大学,地质工程,2003,硕士.
[43]高福祥.加速强化机床电气标准的贯彻[J].组合机床与自动化加工技术.1987(06)
[44]胡琼.基于生命周期理论的供应链激励影响因素及策略研究[D].江苏科技大学,管理科学与工程,2014,硕士.
[45]陈圣群,王应明.证据的分组合成法[J].控制与决策,2013,04:574-578+584.
[46]韩冰.新疆杏褪绿卷叶植原体的检测与鉴定[D].新疆农业大学,果树学,2012,硕士.
[47]栾秀荣.新时期我国地方政府公信力问题研究[D].安徽大学,行政管理,2013,硕士.
[48]周长青.长效非麦角多巴胺受体激动剂治疗帕金森病的系统评价[D].重庆医科大学,神经病学,2014,博士.
[49]何鹏领.受贿罪客观方面问题研究[D].安徽大学,法律,2012,硕士.
[50]刘兆成.岩质边坡锚喷加固研究及加固效果分析[D].山东大学,建筑与土木工程,2013,硕士.