一、锂离子电池炭负极材料的研究——包覆对天然石墨容量衰减的影响（论文文献综述）
刘睿[1]（2021）在《基于高温高压的改性石墨作为锂离子电池负极材料的研究》文中认为全球能源危机和环境污染引发了对可持续能源和储能装置的巨大需求。其中,在储能领域中锂离子电池因具有低成本、高性能以及高安全性等更是备受消费者的青睐。然而,就目前商用锂离子电池的负极石墨而言,普遍存在两个方面的问题:人造石墨生产效率低且价格昂贵,而低成本的天然石墨性能较差并已被归类为供应风险材料。因此,寻找低成本的石墨作为负极材料,例如石墨废弃物等等变得尤为重要。事实上,石墨的应用领域极为广泛,如化工、机械、电子产业和国防等。其中,人造金刚石行业每年使用的天然石墨量和产生的石墨废弃物都很多。由此我们推测,如能把这些由高温高压和催化剂处理后石墨废弃物,改造成锂离子电池负极材料,那么对于石墨类负极材料将是一个补充。然而,关于这方面的研究尚未有相关的报道。为此,我们对各类金刚石合成用石墨以及它所产生的石墨废弃物进行以下研究。（1）为了能够深入了解石墨废弃物的结构和电化学性能,首先对天然鳞片石墨以及经过刻蚀、氧化和包覆后的形貌、结构及电化学性能进行研究。（2）研究了工业级金刚石废弃石墨及通过刻蚀和氧化后的形貌、结构和电化学性能。与天然石墨相比,大多数工业级金刚石废弃石墨具有通透的孔洞结构。在电流密度为0.1C时,废弃石墨200次循环后放电比容量稳定在396.9mAh/g;在空气中480℃氧化下,经100次循环后放电比容量稳定在349mAh/g。KOH刻蚀900℃下,100次循环后放电比容量稳定在281mAh/g。（3）研究了宝石级金刚石废弃石墨以及经刻蚀、氧化改性后的形貌、结构和电化学性能。研究发现,在电流密度为0.1 C时,再结晶石墨经100次循环后放电比容量为288.6mAh/g;在空气中480℃氧化下,100次循环后放电比容量为307.8mAh/g。KOH刻蚀1000℃下,100次循环后放电比容量为341mAh/g。总之,通过以上研究,合成金刚石后的石墨废弃物经相关的改造可成为锂离子电池负极材料。
彭辰波[2]（2021）在《多孔碳材料的制备及其储能性能研究》文中认为锂离子电池作为一种新型的储能装置,在便携式电子产品、电动汽车、储能调频设备等储能系统等领域占据了重要的位置。碳系材料在锂离子电池作为负极材料,同时也是负极材料中最重要的一类材料,占据着主导的地位,主要有天然石墨、人造石墨、中间相炭微球等商业化成熟的产品,这些产品在当前的发展中已经遇到了瓶颈。本论文旨在探索新的碳系材料—多孔碳材料在锂离子电池中的储能性能以及以多孔碳为碳源对钛酸锂进行包覆后钛酸锂性能的优化。本论文主要研究内容如下:（1）在室温的条件下,合成MOFs（金属有机骨架化合物）前驱体,经过高温烧结,合成多孔碳材料。分析材料的孔径分布情况、晶体结构、和微观形貌以及电化学性能。经过测试,0.1 C充放电时,比容量能够达到280～300 m Ah/g;倍率方面,从0.1 C循环测到10 C循环,再回复到0.1 C,1000℃烧结的多孔碳材料倍率性能优异,充放电效率>95%。以MOFs为基体的多孔碳材料在作为锂离子电池上,比容量和倍率性能都较好,有较大的深入探索空间;（2）探究生物质多孔碳材料在锂离子电池中的应用,选取来源广泛的生物质,松针为原材料来制备多孔碳材料。分析材料的孔径分布情况、晶体结构、微观形貌和电化学性能。在微观形貌方面,烧结出的多孔碳材料具有生物质前驱体相同的孔结构,孔径丰富;在电化学性能方面,生物质多孔碳材料在不同烧结温度下得到的比容量不同,200～240 m Ah/g,容量发挥的稳定性相比MOFs基多孔碳来说差一些。倍率和循环性能方面也都有所不足,优势在于原材料来源广泛易获取。（3）探究多孔碳在钛酸锂改性中的应用,采用相同的工艺路线制备纯相钛酸锂和碳包覆钛酸锂,测试分析两种材料的晶体结构、微观形貌和比容量。通过测试对比,得到在晶体结构上,两种钛酸锂材料均无区别,合成了纯度100%的钛酸锂材料;从微观形貌上来看,能够从扫描电镜图像上看到包覆的碳材料,均匀分布于钛酸锂颗粒上;在比容量的测试中,碳包覆钛酸锂表现出了更高的比容量的特性,纯相钛酸锂材料比容量在160 m Ah/g,碳包覆钛酸锂材料的比容量约为167 m Ah/g。因此,纯相钛酸锂由于多孔碳的包覆,改善了纯相钛酸锂的电化学性能。多孔碳不仅本身具有储锂的性能,还能够应用于改性钛酸锂中。
芮秉龙[3]（2020）在《新型硅碳复合材料的制备及电化学性能的研究》文中研究指明硅作为锂离子电池负极材料具有较低的工作电位、高的理论比容量(4200 m Ah g-1)、储量丰富和低成本等优点,硅基材料是高比能锂离子电池的重要发展方向。然而,由于合金化反应机理,硅在充放电过程中会发生较大的体积变化,进而引起低的库仑效率以及快速衰减的循环性能。本论文采用二氧化硅和硅化镁为原材料,通过不同的方法制备系列石墨化碳包覆硅的复合负极材料,旨在改善硅负极的库仑效率,提高其循环稳定性和倍率特性,最终获得可以实际应用的硅基负极材料。论文的主要研究内容如下:（1）利用St?ber法制备前驱体二氧化硅,通过镁热还原反应和化学气相沉积法制备出了高度石墨化碳包覆多孔硅球复合材料。材料为多孔的硅碳核壳结构。电化学测试结果表明,作为锂离子电池负极材料,使用乙腈作为碳源合成的材料具有稳定的循环性能和良好的倍率特性,在0.2 A g-1的电流下循环时,初始容量高达2637.9 m Ah g-1,在0.5 A g-1的电流下循环200周容量保持744.8 m Ah g-1;在5 A g-1的电流密度下容量仍能保持760 m Ah g-1。同时,以甲苯为碳源合成的硅碳复合材料,电化学性能相较于传统的纯硅材料也有了较大的提升。在0.5 A g-1的电流下循环200周后比容量保持586.3 m Ah g-1。（2）采用硅化镁作为模板,以乙腈为碳源,通过化学气相沉积制备了氮掺杂碳包覆的一维纳米管状硅碳复合材料。材料具有中空结构且表面均匀包覆了一层氮掺杂的碳层。电化学测试表明,制备的硅碳复合材料具有优异的电化学性能,在0.2 A g-1的电流密度下,初始比容量为3117.7 m Ah g-1;在0.5 A g-1的电流下循环时,比容量为2211.4 m Ah g-1,循环200周后容量保持为1207.6 m Ah g-1,容量保持率约54.6%。同时,材料也展现出优异的倍率性能,在5.0 A g-1的电流下,比容量仍能保持830.8 m Ah g-1,在经过大电流密度循环后,再回到0.2 A g-1,比容量高达1209.1 m Ah g-1。（3）以二氧化碳为碳源,利用合金-脱合金原理制备纳米管状硅碳复合材料,材料具有类似于珊瑚的管状结构。研究了不同反应时间对产物形貌和电化学性能的影响。其中,反应1.5h得到的管状结构硅碳复合材料展示了更加稳定的电化学性能,在0.2 A g-1的电流下循环时,首次放电比容量可达2302.5 m Ah g-1,材料具有优异的倍率及循环性能,当电流密度高达5 A g-1,比容量达714.6 m Ah g-1。与三元材料组装成全电池,初始比容量为达171 m Ah g-1,首圈的库仑效率达80.39%,同时全电池也展示了适中的循环性能。
鲍倜傲[4]（2020）在《煤基石墨的微观结构调控及其储锂特性研究》文中进行了进一步梳理锂离子电池作为新一代绿色能量储存和转换装置,具有广阔的应用前景和巨大的经济价值。负极材料是锂离子电池的核心部件之一,其结构和性质对电池的性能起着关键性作用。天然石墨负极材料由于其结构的局限,存在可逆容量较低、倍率性能较差,且资源储量有限等问题,因而开发高性能和低成本的负极材料来替代天然石墨具有重要的现实意义。本文以资源丰富、价格低廉的无烟煤为原料,采用预先炭化-高温石墨化处理制备煤基石墨,利用SEM、XRD、Raman光谱、低温氮气吸附、XPS、恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等表征方法研究煤基石墨的微观结构及其用作负极材料的储锂性能。在此基础上,采用液相氧化和KOH活化对煤基石墨进行改性,并制备MnO2/煤基石墨复合材料,系统考察氧化微扩层和、KOH活化造孔及与MnO2复合对煤基石墨微观结构与储锂性能的影响,探究煤基石墨的结构对储锂性能的影响规律。无烟煤经预先炭化-高温（2200～2800℃）石墨化处理制备得到富含大量高度有序石墨微晶片层和纳米孔道的煤基石墨,且受石墨化温度影响较大。当石墨化温度为2800℃时,煤基石墨SG-2800具有较为完整的石墨微晶片层和较高的石墨化度,其比表面积可达5.7 m2 g-1,中孔比例较大。SG-2800用作锂离子电池负极材料时具有优异的储锂特性,在0.1 C(1 C=372 m A g-1)倍率下的可逆容量可达369.7 mAhg-1,5 C倍率下仍可维持在110.9 mAhg-1,经110次循环后,其可逆容量保持率在90%以上,表现出良好的倍率特性和优异的循环稳定性。煤基石墨经氧化微扩层处理不仅能够扩大石墨微晶的层间距,减小微晶尺寸,增加纳米孔道数量,而且可以在处理过程中引入羰基、酚羟基、羧基等含氧官能团。随着氧化剂用量的增加,煤基石墨的有序度降低,纳米孔道、含氧官能团等缺陷结构逐渐增加。当氧化剂KMnO4的用量为煤基石墨的0.30倍和0.40倍时,微扩层煤基石墨的平均层间距分别为0.3374 nm和0.3386 nm,比表面积分别为24.6 m2 g-1和34.4 m2 g-1。氧化微扩层处理可显着改善煤基石墨用作负极材料的电化学性能,在0.1 C下微扩层煤基石墨的可逆容量最高可达531.5 mAhg-1,5 C下容量仍保持在331 mAhg-1。采用KOH活化造孔处理可以增加煤基石墨孔隙数量,提高比表面积,并可有效调控孔径分布。微扩层煤基石墨经KOH活化造孔处理后,得到的多孔煤基石墨比表面积由24.6 m2 g-1增加到84.7 m2 g-1,孔容显着增加;储锂性能显着提升,首次放电可达784.9 mAhg-1,在1、2、5 C的高倍率下经共300次循环后,库伦效率仍然保持在99%以上,表现出良好的循环稳定性。根据煤基石墨、微扩层煤基石墨和多孔煤基石墨的结构与电化学性能的对应关系,揭示煤基石墨中的石墨微晶片层、纳米孔道和表面官能团等结构对储锂行为的影响机制。采用一步水热法将MnO2分别与煤基石墨、微扩层煤基石墨、多孔煤基石墨复合制备得到三种不同类型的MnO2/煤基石墨复合材料。MnO2/煤基石墨复合材料中α-MnO2主要以纳米线形和海胆状的形式均匀负载于煤基石墨表面,其负载量范围:7.44%～8.42%。MnO2/煤基石墨复合材料用作负极材料时展现出协同效应,复合材料中的MnO2可显着提高电极材料的比容量,煤基石墨则提供高的导电性和结构稳定性,从而使得复合电极表现出远高于石墨理论容量的可逆容量和良好的循环稳定性,其可逆容量可达698.3 mAhg-1,平均库伦效率95%以上。
单兵凯[5]（2019）在《影响动力锂离子电池石墨负极材料性能的主要因素研究》文中提出本文分别以天然石墨和焦炭为原料,采用现有商业化工艺路线制备石墨负极材料。探究了酸洗工艺、碳化温度对天然石墨负极材料性能的影响和炭质原料种类、整形工艺对人造石墨负极材料性能的影响。以天然石墨为原料,采用沥青包覆以及碳化工艺处理制备天然石墨负极材料,系统考察了酸洗工艺和碳化温度对材料性能的影响。结果表明,正常酸洗或未酸洗对材料的粒度、振实密度、比表面积、形貌、容量、首效、倍率充电性能、倍率放电性能、低温放电性能影响较小,但未酸洗对高温放电性能（60℃放电的容量保持率由113%降低到109%）、高温存储性能（60℃温度存储7d的容量保持率由95.2%降低到91.0%,容量恢复率由99.7%降低到96.2%）以及1C/1C循环性能（250周由99%降低到97%）具有较大的负面影响。随着碳化温度升高（由850℃升高到1150℃）,材料的振实密度提升（由1.02g/cm3逐步升高到1.12g/cm3）,比表面积略微下降（由2.48m2/g下降到2.20m2/g）,极片压实增大（7MPa下由1.75g/cm3逐步升高到1.92g/cm3）,首次库伦效率升高（由93.5%逐步升高到95.9%）,高温放电性能提升（60℃放电的容量保持率由107.7%逐步提升到114.0%）,高温存储性能提升（60℃存储7d的容量保持率由94.1%逐步提升到95.9%,60℃存储7d的容量恢复率由98.2%逐步提升到99.8%）;倍率充电性能劣化（5C倍率充电由75.2%逐步降低到71.5%）,倍率放电性能劣化（5C倍率放电由73.4%逐步降低到61.0%）,低温放电性能劣化（-20℃放电由68.6%逐步降低到55.0%）,但对粒度、灰分及循环性能没有影响。以炭微球、石油焦和针状焦为原料,采用制粉、整形以及石墨化工艺处理制备人造石墨负极材料,考察了原料种类和整形工艺对材料性能的影响。结果表明,不同人造石墨的原材料对负极材料成品的性能有决定性的影响,炭微球的容量和压实低,但动力学性能最好;石油焦的容量和压实较高,但动力学性能最差;针状焦的容量和压实最高,动力学性能也较好。焦炭原料经过整形工艺处理后,振实密度（制粉物料的振实密度由0.66g/cm3提升到0.71g/cm3,石墨化品的振实密度由1.16g/cm3提升到1.24g/cm3）,压实密度得到明显提升（7MPa下极片压实密度由1.76g/cm3提升到1.80g/cm3）,倍率充电性能略微提升（5C倍率充电由71.4%提升到73.5%）,倍率放电性能略微提升（5C倍率放电由69.0%提升到70.5%）,容量以及其他电化学性能差别变化不大。
陈文沛[6]（2019）在《聚丙烯腈碳化包覆及二氧化锡复合天然石墨负极材料的制备》文中提出石墨作为主要的锂离子电池负极材料,它具备较高的能量密度,其理论储锂容量达到了372 mAh/g。其次,天然石墨的导电性良好,其电子导率能够达到104S/cm。再者,天然石墨的结构稳定性较好,在0.1V0.2V电压之间具备稳定的充放电电压平台,石墨中的片层结构在锂的脱嵌入过程中,其结构应变在10%以内,因此石墨具备良好的循环稳定性。更重要的是,石墨的储量丰富,加工制造成本低。随着汽车电气化发展逐渐普及、以及各种移动耗能设备的爆发式增长,市场对锂离子电池的性能提出了更高的要求,锂离子电池要满足高电能储存密度、长循环耐用性、高功率充放电性能、价格低廉等要求,而作为锂离子电池负极材料之一的石墨负极材料,在锂离子电池的长时效安全循环中起到了关键性的作用。因此,采用创新的技术手段对现有负极材料进行改进或开发新型负极材料都是适用的方式,而石墨作为传统负极材料仍然具有很大的改进空间。天然石墨材料作为锂离子电池负极材料具有许多优势,但同时也存在着容量较低、倍率性能差、溶剂共嵌入导致安全性差等缺点。天然石墨电化学性能差的主要原因是sp3杂化的碳原子、碳链和边缘碳原子的结构不完善,这些缺陷结构是导致电解质分解的主要活性位点,因此造成了很大的不可逆容量。同时,天然石墨在具有碳酸丙烯酯成份的电解液中难以稳定存在,由于电解液溶剂共嵌入,导致石墨片层脱落,降低了循环稳定性。因此,需要对天然石墨进行改性研究,采用空气氧化的方式和碳包覆的方法能够消除天然石墨中的结构缺陷,提高循环稳定性,增加容量,采用金属复合石墨提高容量和倍率性能。本论文的主要内容包括以下几个方面:（1）空气氧化制备表面氧化改性的表面氧化球形石墨（SGO）,本文采用天然球形石墨作为原料,在空气氧化温度300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃的温度下处理6h得到表面氧化球形石墨材料。所制备的表面氧化球形石墨的结构、成分、微孔分布、表观形貌等采用XRD、Raman、XPS、BET、SEM等表征手段表征,所制备的材料的半电池测试表明,采用350℃氧化制备的SGO-350℃具备92.60%的首次效率,并且首次充电比容量达到了371.8 mAh/g,0.1C循环100圈后容量保留了99.46%,表明该氧化温度下,石墨材料的电化学性能得到了提高。（2）用上述制备的表面氧化球形石墨粉体为原料,采用液态聚丙烯腈（LPAN）为含氮包覆碳源,对表面氧化球形石墨进行碳包覆,经过高温碳化处理后制备聚丙烯腈碳化包覆天然石墨（CG）负极材料,探究了不同LPAN用量和不同的碳化处理温度对材料的结构和性能的影响。研究表明,当LPAN用量为10%,碳化温度为1000℃下处理6h制备得到的10%CG-1000℃具备94.29%的首次效率,首次充电比容量达到了391.0 mAh/g,0.1C第100圈充电比容量达到了386.1 mAh/g,LPAN的包覆提高了材料首次效率和循环稳定性。将制备得到的10%CG-1000℃与磷酸铁锂正极匹配,制作18650型全电池,在3C倍率电流下循环400次,容量保留率依然达到80.45%。（3）在上述基础之上,采用石墨质量10%的纳米二氧化锡复合,进一步改性石墨,LPAN作为包覆剂和粘结剂,LPAN添加量为总质量的5%、10%、15%,制备得到的CG-10%SnO2材料表现出100圈充电比容量大于400 mAh/g的能量密度。实验结果表明当LPAN用量为10%时,球磨法制备的10%CG-10%SnO2的电化学性能最佳,其首次效率达到了88.04%,对应着438.8 mAh/g的首圈充电比容量,在100 mA/g的电流下100圈循环容量保留率为93.94%,表明了材料良好的循环稳定性。
孙亚丽[7]（2019）在《改性微晶石墨的可控制备及其对锂离子电池性能的影响研究》文中研究指明锂离子电池的高比能量、高工作电压、循环寿命较长、安全性能好,较小的自放电率、和环境友好等优点,已被广泛用作便携式电子设备和电动汽车的能源。负极材料是锂离子电池的关键材料之一,而石墨材料是目前商业化最成熟的锂离子电池负极材料,比如人造石墨和天然石墨等,但是这些材料面临着可逆容量低的问题,严重限制了锂离子电池在电动汽车等领域的应用。天然微晶石墨的晶粒直径小于1μm,石墨化度在95%左右,晶粒之间分布着无定形炭,具有各向同性的结构特征。天然微晶石墨作为锂离子电池的负极材料使用,其优势在于原料价格低廉,与电解液兼容性好,循环性能稳定且具有良好的倍率性能。然而,天然微晶石墨的可逆容量较低,这极大地限制了其作为锂离子电池中负极材料的应用。为了提升微晶石墨的储锂容量,本论文通过制备沥青炭包覆的微扩层微晶石墨和微晶石墨层间化合物的方式对微晶石墨进行改性处理,研究了两种微晶石墨基材料的组成、工艺、结构与电化学行为之间的关系,以促进微晶石墨在锂离子电池领域的应用。第一,沥青炭包覆的微扩层微晶石墨的制备及其储锂性能研究。本部分以天然微晶石墨为原料,无机酸为插层剂,有机酸为氧化剂,对微晶石墨进行插层处理,制备石墨层间化合物,然后对其进行高温热处理使插入层间的物质缓慢地分解,产生的气体将石墨片层撑开制备微扩层的微晶石墨,最后使用沥青作为碳源对其进行炭包覆处理。实验结果表明当氧化剂为硝酸,插层剂为甲酸,在40℃水浴加热氧化处理40 min,得到氧化微晶石墨,经管式炉热处理后所制得的微扩层微晶石墨的性能最佳:首次充电比容量353.5 mAh g-1(与微晶石墨相比提高了30.4 mAh g-1),首次库伦效率为76.17%;然后对该微扩层石墨进行炭包覆处理,实验发现当炭包覆量为6wt%的微扩层微晶石墨的电化学性能最佳:首次充电比容量达374.5 mAh g-1,首次库伦效率为94.31%,100次充放电循环后充电比容量为329.8 mAh g-1,第100次的循环保持率高达100%。第二,氯化铁插层微晶石墨层间化合物的制备及其电化学性能研究。以天然微晶石墨为主体,通过熔盐法制备FeCl3插层的微晶石墨层间化合物,研究了该材料的形貌和微观结构特征及其作为锂离子电池负极材料所具有的电化学性能,建立了微观结构与电化学性能之间的构效关系。实验结果表明,所制备的氯化铁插层微晶石墨层间化合物不仅具有905.4 mAh g-1的高比容量,同时其振实密度高达0.95 g cm-3,使其体积比容量高达859.1 mAh cm-3。另外,该材料整合了各向同性结构、无定形炭组分和摺皱的石墨片层的结构特征,因而可有效保持负极材料在循环过程中的结构稳定性,在100次循环过程中,容量基本保持不变。相比之下,天然鳞片石墨为主体制备的石墨层间化合物的首次充电比容量只有752mAh g-1,并且它在充放电循环过程中衰减较快,经过30个循环后,负极材料的可逆容量甚至已经低于石墨主体的容量。
周赞[8]（2019）在《酚醛树脂基硬炭负极材料的制备及其结构与电化学性能研究》文中研究表明负极材料是锂离子电池的重要组成部分,目前,石墨在锂离子电池市场占有主导地位,然而石墨有限的理论容量和倍率性能却限制锂离子电池的继续发挥发展和应用。在此背景下,本文着重研究了酚醛树脂基硬炭在锂离子电池中的应用,具体包括以下几个部分:（1）以不同分子量的热塑性酚醛树脂和热固性酚醛树脂为原料,在800℃下真空炭化得到树脂基低温热解炭,结果表明,酚醛树脂的分子量会显着影响层间距和无序度,进而影响硬炭的电化学性能。不同种类的酚醛树脂,分子量对结构的影响规律相反。对热塑性酚醛树脂而言,分子量的增加会导致层间距和无序度的增加,从而导致容量和倍率性能提高;对于热固性酚醛树脂则完全相反,分子量低的酚醛树脂结构更有利于储锂,从而导致电化学性能的提高。其中,低分子量热固性树脂炭具有最大的d002（3.76?）和ID/IG（2.7）值,从而使其具有最高的可逆容量、倍率性能和首次库仑效率。在50 mA g-1的电流密度下首次可逆容量为606 mA h g-1,进行倍率测试时,在100、200、300、500和1000 mA g-1时的可逆容量分别为450、360、340、300和270 mAh g-1。（2）研究了不同溶剂（甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙二醇）对硬炭形貌、孔结构和电化学性能的影响。对热塑性酚醛树脂而言,甲醇、乙醇、丙醇作为溶剂时,对结构和电化学性能的影响有限,得到的硬炭孔结构相似,容量也相差不大。以丙二醇为溶剂会显着提高硬炭的比表面积和中孔数量,从而提高电化学性能,当高分子热塑性酚醛树脂以丙二醇为溶剂时,所得硬炭具有最高的比容量和最好的倍率性能,首次可逆容量为507 mA h g-1,40次循环后容量保持率为73.2%,倍率测试时,50 mA g-1、100 mA g-1、200 mA g-1、300 mA g-1、500 mA g-1和1000mA g-1电流密度下的平均可逆容量分别为460 mA h g-1、360 mA h g-1、320 mA h g-1、300 mA h g-1、280 mA h g-1、250 mA h g-1。（3）对热固性酚醛树脂而言,溶剂种类不仅对微晶结构、孔结构产生影响,还会改变硬炭的形貌。以二元醇（乙二醇、丙二醇）为溶剂会导致硬炭变为团状结构、层间距增大、比表面积和中孔数量增加,其储锂性能和倍率性能也会相应提高。当低分子热固性酚醛树脂以丙二醇为溶剂时,所得硬炭具有最高的比容量和最好的倍率性能,首次可逆容量为665 mAh.g-1,30次循环后容量保持率分别为73.9%,倍率测试时,50 mA g-1、100 mA g-1、200 mA g-1、300 mA g-1、500 mA g-1和1000 mA g-1电流密度下的平均可逆容量分别为620 mA h g-1、490 mA h g-1、420 mA h g-1、390 mA h g-1、370 mA h g-1、330 mA h g-1。（4）采用固液共混-炭化法制备微晶石墨/酚醛树脂基硬炭（MG/HC）复合负极材料,考察了微晶石墨添加量对复合负极材料结构及电化学性能的影响。结果表明,复合负极材料为酚醛树脂基硬炭包裹微晶石墨颗粒的组织结构,HC包裹层的厚度随微晶石墨添加量的增加而减小,微晶石墨的诱导逸出作用可大幅度减少复合负极材料中孔径小于1的微孔的生成。相对于纯酚醛树脂基硬炭,复合负极材料的循环稳定性显着提高,但添加过量的微晶石墨会导致比容量和倍率性能下降。微晶石墨添加量为酚醛树脂的20 wt%时,复合负极材料在50 mA g-1的电流密度下首次脱锂比容量为477 mA h g-1,经过100次循环后仍有370 mA h g-1的比容量,容量保持率为79%,远高于酚醛树脂基硬炭循环100次后的容量保持率（59.2%）,同时,该复合负极材料在1A g-1的电流密度下仍有320 mA h g-1的脱锂容量,表现出较优异的倍率性能。
刘学伟[9]（2018）在《锂离子电池负极材料的改性及电化学性能研究》文中指出锂离子电池作为一种绿色新能源,在人们的生活中发挥着越来越重要的作用。作为锂离子电池的关键组成部分,负极材料直接决定了锂离子电池的电化学性能。石墨由于其充放电电位低、资源丰富等优势成为目前使用最多的负极材料,但其在大电流充放电条件下结构不稳定,与某些电解液体系不兼容,从而影响锂离子电池的循环性能和倍率性能。利用石墨烯独特的柔性结构,优异的导电性能,将其引入到石墨材料中可以显着提高石墨负极材料的电化学性能。本论文以石墨烯作为导电添加剂,与传统导电剂做对比,研究石墨烯作为导电剂对石墨电极性能的影响,同时以氧化石墨烯为包覆剂,制备了不同包覆比例的石墨烯包覆石墨材料,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、以及一系列电化学测试手段考察了材料的形貌结构及电化学性能。与传统导电剂相比,石墨烯作为导电剂,可以有效提高石墨电极的循环性能,这主要归因于石墨烯有利于形成良好的导电网络。通过石墨烯改性石墨负极材料,制备出了具有“核壳”结构的石墨负极材料。对不同石墨烯包覆量的石墨电极进行比较,当石墨烯包覆量为0.5%时,材料的循环性能最佳。在0.2C电流密度下,石墨烯包覆量为0.5%的人造石墨和天然石墨分别经过50次的循环后,容量保持率分别为98.4%和97.0%,高于纯人造石墨和天然石墨电极的容量保持率（86.0%和81.4%）,表现出了良好的循环性能。在1.0C电流密度下,石墨烯包覆量为0.5%的人造石墨和天然石墨经过300次的循环后,容量保持率分别为96.2%和84.9%,高于纯人造石墨和天然石墨电极的容量保持率（62.1%和64.7%）,表现出了良好的大电流充放电性能。这主要归因于石墨烯包覆在石墨表面,有利于抑制石墨充放电过程中的体积膨胀,并且阻止了电解液在石墨表面的还原反应,提高了电解液的浸润性。通过动力学分析,石墨烯表面的纳米孔道,缩短了锂离子扩散距离,有利于降低电荷转移电阻,更有利于锂离子的嵌入和脱出。通过对组装的18650型锂离子电池大电流充放电测试,结果表明石墨烯改性的石墨负极具有很好的实际应用价值。在0.5C/1.0C充放电时,石墨烯改性人造石墨电池经过300次的循环后,容量保持率为70.5%,高于纯人造石墨的容量保持率（58.7%）。在相同测试电流条件下,石墨烯改性天然石墨电池经过200次的循环后,容量保持率为70.0%,高于纯天然石墨的容量保持率。石墨烯包覆一方面改善了石墨材料与电解液的相容性,另一方面抑制了石墨充放电过程中的体积膨胀,从而提高了石墨负极的电化学性能。
王凯[10]（2016）在《纳米掺杂沥青包覆改性锂离子负极材料的制备与性能研究》文中研究说明锂离子电池的高能、清洁、便捷使其越来越受广大消费者青睐,其市场占有率更是遥遥领先于其他电池产品。国内外对锂离子负极材料进行的包覆实验数不胜数,但大多是实验室小规模的进行实验。本文旨在探索出一种新型生产锂离子负极复合材料的生产工艺,对球形石墨进行不同量的沥青包覆、同时掺杂CNTs和纳米Si粉的工艺进行研究,并进行SEM、XRD、IR、充放电循环、循环伏安法、阻抗等分析,以改善电池比容量、循环性能和导电性能。SEM分析结果表明,包覆后石墨表面沟壑、凹坑等缺陷减少;XRD测试表明,单独沥青包覆、或掺杂CNTs和纳米Si后并没有改变石墨材料的晶体结构,但是减弱了石墨特征峰强度。IR测试表明,沥青焦炭成功包覆到石墨表面,出现沥青焦炭具有的特征峰,减少了石墨材料表面的C-O、C=O等键,复合材料表面对红外光线吸收率降低。恒流充放电循环测试结果表明,用一定量的沥青包覆球形石墨,材料的比容量有明显的提高,包覆量在一定范围内,随着包覆量的增多复合材料比容量和循环性能均有所提升。沥青包覆试样PC-177在首次放电达到506.5mAh/g的比容量,首次库仑效率为81.3%,50次循环后容量仍有368.8mAh/g;掺杂CNTs后复合材料比容量随CNTs含量的增加而增加,循环性能也较好,试样1%CNTs首次放电比容量为549.6mAh/g,首次库仑效率为80.3%,50次循环后保留395.9mAh/g的比容量;掺杂纳米Si粉的复合材料随着Si含量的增加比容量和循环性能均有所增加,试样2%Si的首次放电比容量为424.4mAh/g,首次库仑效率高达92.2%,50次循环过后保留容量为335.6mAh/g。但是由于复合材料存在一些缺陷组织结构,使其大倍率性能较差。循环伏安法测试结果表明,沥青包覆及碳纳米管的掺杂降低了插嵌电压,纳米Si粉的掺杂导致复合材料需在较高的电压下才能进行插嵌和脱嵌。交流阻抗测试结果表明,包覆层的疏松多孔组织结构的存在,能提高锂离子通过SEI膜的速率,降低了复合材料的阻抗。CNTs的掺杂提高了材料的离子扩散率,纳米Si粉的掺杂提高了材料电荷转移率。
二、锂离子电池炭负极材料的研究——包覆对天然石墨容量衰减的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、锂离子电池炭负极材料的研究——包覆对天然石墨容量衰减的影响（论文提纲范文）
（1）基于高温高压的改性石墨作为锂离子电池负极材料的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1 章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 锂离子电池简介 |
| 1.2.1 锂离子电池概述 |
| 1.2.2 锂离子电池组成及工作原理 |
| 1.3 锂离子电池负极材料概述 |
| 1.3.1 碳基负极材料 |
| 1.3.2 非碳基负极材料 |
| 1.4 石墨材料的改性研究 |
| 1.4.1 氧化改性 |
| 1.4.2 包覆改性 |
| 1.4.3 其他改性 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2 章 实验部分 |
| 2.1 实验仪器设备 |
| 2.1.1 铰链式六面顶压机工作原理 |
| 2.1.2 压力和温度的标定与测量 |
| 2.1.3 合成块的组装 |
| 2.1.4 实验仪器设备 |
| 2.1.5 实验试剂 |
| 2.2 材料的制备 |
| 2.2.1 工业级金刚石及废弃石墨 |
| 2.2.2 宝石级金刚石及废弃石墨 |
| 2.3 材料表征仪器设备 |
| 2.4 电池的组装和测试 |
| 2.4.1 电极片的制备 |
| 2.4.2 扣式电池的组装 |
| 2.4.3 电化学性能测试 |
| 第3 章 天然石墨及改性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 天然石墨及其KOH刻蚀改性研究 |
| 3.2.1 样品制备 |
| 3.2.2 KOH对石墨的刻蚀处理及电化学性能影响 |
| 3.3 天然石墨的氧化改性研究 |
| 3.3.1 样品制备 |
| 3.3.2 天然石墨的氧化及电化学性能影响 |
| 3.4 天然石墨的包覆研究 |
| 3.4.1 样品制备 |
| 3.4.2 天然石墨的包覆及电化学性能影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4 章 工业级金刚石废弃石墨及改性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 废弃石墨的研究 |
| 4.2.1 样品制备 |
| 4.2.2 废弃石墨结构及电化学性能研究 |
| 4.3 废弃石墨的氧化改性研究 |
| 4.3.1 样品制备 |
| 4.3.2 废弃石墨的氧化及电化学性能影响 |
| 4.4 废弃石墨的KOH刻蚀改性研究 |
| 4.4.1 样品制备 |
| 4.4.2 KOH对废弃石墨的刻蚀处理及电化学性能影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5 章 再结晶石墨的改性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 再结晶石墨及氧化改性研究 |
| 5.2.1 样品制备 |
| 5.2.2 再结晶石墨及氧化改性 |
| 5.3 再结晶石墨的KOH刻蚀研究 |
| 5.3.1 样品制备 |
| 5.3.2 KOH对再结晶石墨的刻蚀处理及电化学性能影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6 章 结论及展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）多孔碳材料的制备及其储能性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池概述 |
| 1.2.1 锂离子电池的发展历史 |
| 1.2.2 锂离子电池的基本构成与分类 |
| 1.2.3 锂离子电池的工作原理 |
| 1.3 锂离子电池的主要材料 |
| 1.3.1 锂离子电池正极材料 |
| 1.3.2 锂离子电池负极材料 |
| 1.4 多孔碳负极材料 |
| 1.4.1 多孔碳负极材料概述 |
| 1.4.2 多孔碳材料的制备方法 |
| 1.5 本课题的主要内容与意义 |
| 第2章 实验材料、仪器及分析测试方法 |
| 2.1 实验材料和仪器 |
| 2.1.1 实验原材料 |
| 2.2 实验仪器和用途 |
| 2.2.1 样品制备仪器和设备 |
| 第3章 MOFs基多孔碳材料的制备及其作为锂离子电池电极材料的性能研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 制备ZIF-8 前驱体 |
| 3.2.2 ZIF-8 前驱体合成多孔碳材料 |
| 3.2.3 形貌表征和纽扣锂离子电池的制作及电化学测试 |
| 3.3 测试结果及分析 |
| 3.3.1 XRD表征及分析 |
| 3.3.2 形貌表征及分析 |
| 3.3.3 孔径测试表征及分析 |
| 3.3.4 倍率循环和容量测试结果及分析 |
| 3.3.5 充放电测试结果及分析 |
| 3.3.6 阻抗测试结果及分析 |
| 3.4 本章小结及分析 |
| 第4章 生物质多孔碳材料的制备及其在锂离子电池中的应用 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验 |
| 4.2.1 生物质多孔碳的制备 |
| 4.2.2 纽扣电池的制备及电化学性能测试 |
| 4.3 测试结果及分析 |
| 4.3.1 XRD表征和分析 |
| 4.3.2 SEM表征和分析 |
| 4.3.3 孔径测试和分析 |
| 4.3.4 比容量测试和分析 |
| 4.3.5 阻抗测试结果及分析 |
| 4.4 本章小结和分析 |
| 第5章 MOFs基多孔碳材料在碳包覆钛酸锂材料中的应用 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 制备纯相钛酸锂材料 |
| 5.2.2 制备碳包覆钛酸锂 |
| 5.2.3 材料的物理性能测试及电化学性能测试 |
| 5.3 测试结果及分析 |
| 5.3.1 相纯度测试结果及分析 |
| 5.3.2 SEM图像测试及分析 |
| 5.3.3 比容量和循环测试结果及分析 |
| 5.4 本章小结及分析 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
（3）新型硅碳复合材料的制备及电化学性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池简介 |
| 1.2.1 锂离子电池发展简史 |
| 1.2.2 锂离子电池组成与工作原理 |
| 1.3 锂离子电池负极研究进展 |
| 1.3.1 碳材料研究进展 |
| 1.3.2 锡基负极材料的研究进展 |
| 1.3.3 Li_4Ti_5O_(12)负极材料研究进展 |
| 1.3.4 硅负极材料研究进展 |
| 1.4 选题意义及研究思路 |
| 第二章 实验仪器及主要试剂 |
| 2.1 实验仪器 |
| 2.2 主要试剂 |
| 2.3 材料表征技术 |
| 2.4 电化学性能测试技术 |
| 第三章 石墨化碳包覆多孔硅球复合材料的制备及电化学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 石墨化碳包覆多孔硅球负极材料的制备 |
| 3.2.2 电化学性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 结构与形貌 |
| 3.3.2 电化学性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 碳包覆管状结构硅碳复合材料的制备及电化学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 碳包覆管状结构硅碳复合材料的制备 |
| 4.2.2 电化学性能表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 结构与形貌 |
| 4.3.2 电化学性质分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 纳米管状硅碳复合材料的制备及电化学性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 纳米管状碳硅复合材料的制备 |
| 5.2.2 电化学性能测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 结构与形貌 |
| 5.3.2 电化学性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的主要科研成果 |
| 致谢 |
（4）煤基石墨的微观结构调控及其储锂特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池简介 |
| 1.2.1 锂离子电池的发展 |
| 1.2.2 锂离子电池的组成 |
| 1.2.3 锂离子电池的工作原理 |
| 1.2.4 锂离子电池的负极材料 |
| 1.3 石墨类碳基负极材料的改性方式 |
| 1.3.1 表面改性 |
| 1.3.2 掺杂改性 |
| 1.3.3 包覆改性 |
| 1.4 影响负极倍率性能的因素 |
| 1.4.1 材料结构 |
| 1.4.2 材料尺寸 |
| 1.4.3 导电性 |
| 1.4.4 SEI膜 |
| 1.5 本文的研究内容和技术路线 |
| 1.5.1 选题依据及研究内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 2 实验材料与研究方法 |
| 2.1 试验试剂及设备 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 材料制备 |
| 2.2.1 煤基石墨的制备 |
| 2.2.2 氧化微扩层煤基石墨的制备 |
| 2.2.3 多孔煤基石墨的制备 |
| 2.2.4 MnO_2/煤基石墨复合材料的制备 |
| 2.3 材料表征 |
| 2.3.1 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.3.2 能量色散X-射线光谱(EDS) |
| 2.3.3 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.3.4 比表面积和孔径分布测试 |
| 2.3.5 X射线光电子能谱分析(XPS) |
| 2.3.6 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.3.7 激光拉曼光谱分析(Raman Spectra) |
| 2.4 电极的制备和电池的组装 |
| 2.5 电化学性能测试 |
| 3 煤基石墨负极材料的结构及其储锂特性研究 |
| 3.1 煤基石墨的形貌及结构 |
| 3.1.1 XRD分析 |
| 3.1.2 Raman光谱分析 |
| 3.1.3 表面形貌分析 |
| 3.1.4 孔结构分析 |
| 3.2 煤基石墨负极材料的电化学性能 |
| 3.2.1 恒流充放电测试 |
| 3.2.2 循环伏安测试 |
| 3.2.3 倍率性能测试 |
| 3.2.4 循环性能测试 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 氧化微扩层对煤基石墨结构和储锂性能的影响研究 |
| 4.1 氧化微扩层对煤基石墨的形貌及结构影响 |
| 4.1.1 XRD分析 |
| 4.1.2 表面形貌分析 |
| 4.1.3 Raman光谱分析 |
| 4.1.4 孔结构分析 |
| 4.1.5 XPS分析 |
| 4.2 氧化微扩层对煤基石墨的电化学性能影响 |
| 4.2.1 恒流充放电测试 |
| 4.2.2 循环伏安测试 |
| 4.2.3 倍率性能测试 |
| 4.2.4 循环性能测试 |
| 4.2.5 交流阻抗测试 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 KOH活化造孔对煤基石墨结构和储锂性能影响的研究 |
| 5.1 KOH活化对煤基石墨的形貌及结构影响 |
| 5.1.1 表面形貌分析 |
| 5.1.2 孔结构分析 |
| 5.1.3 Raman光谱分析 |
| 5.1.4 XRD分析 |
| 5.2 KOH活化对煤基石墨的电化学性能影响 |
| 5.2.1 恒流充放电测试 |
| 5.2.2 循环伏安测试 |
| 5.2.3 倍率性能测试 |
| 5.2.4 循环性能测试 |
| 5.3 煤基石墨的储锂机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 MnO_2/煤基石墨复合负极材料的制备及储锂性能研究 |
| 6.1 MnO_2/煤基石墨复合材料的形貌及结构 |
| 6.1.1 表面形貌分析 |
| 6.1.2 XRD分析 |
| 6.1.3 Raman光谱分析 |
| 6.1.4 XPS分析 |
| 6.2 MnO_2/煤基石墨复合材料的电化学性能 |
| 6.2.1 恒流充放电测试 |
| 6.2.2 循环伏安测试 |
| 6.2.3 交流阻抗测试 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）影响动力锂离子电池石墨负极材料性能的主要因素研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池概述 |
| 1.2.1 锂离子电池的发展历程 |
| 1.2.2 锂离子电池的组成及工作原理 |
| 1.3 锂离子电池电极材料概述 |
| 1.3.1 正极材料 |
| 1.3.2 负极材料 |
| 1.4 石墨负极材料的技术现状与发展趋势 |
| 1.4.1 石墨负极材料生产与应用技术现状 |
| 1.4.2 石墨负极材料生产与应用技术的发展趋势 |
| 1.5 选题依据及硏究内容 |
| 1.5.1 选题依据 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第2章 实验材料与实验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验所用仪器 |
| 2.3 电极制备以及电池组装 |
| 2.3.1 电池正极制备 |
| 2.3.2 电池负极制备 |
| 2.3.3 电池组装 |
| 2.4 材料结构与物理性能测试方法 |
| 2.4.1 粒度测试 |
| 2.4.2 振实密度测试 |
| 2.4.3 比表面积测试 |
| 2.4.4 微量元素测试 |
| 2.4.5 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.4.6 扫描电镜分析(SEM) |
| 2.4.7 压实密度测试 |
| 2.4.8 极片反弹率测试 |
| 2.5 材料的电化学性能测试 |
| 2.5.1 扣电测试石墨负极材料的容量及首次效率 |
| 2.5.2 全电测试电池的电化学性能 |
| 第3章 酸洗工艺对天然球形石墨负极材料性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 天然石墨负极材料的制备 |
| 3.2.2 材料表征 |
| 3.2.3 材料电化学性能测试 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.3.1 酸洗工艺对负极材料粉体物理性能的影响 |
| 3.3.2 酸洗工艺对负极材料颗粒形貌的影响 |
| 3.3.3 酸洗工艺对负极片压实密度和反弹率的影响 |
| 3.3.4 酸洗工艺对扣电性能的影响 |
| 3.3.5 酸洗工艺对全电性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 碳化温度对天然石墨负极材料性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 天然石墨负极材料的制备 |
| 4.2.2 材料表征 |
| 4.2.3 材料电化学性能测试 |
| 4.3 结果和讨论 |
| 4.3.1 碳化温度对负极材料粉体物理性能的影响 |
| 4.3.2 碳化温度对负极材料颗粒形貌的影响 |
| 4.3.3 碳化温度对负极片压实密度和反弹率的影响 |
| 4.3.4 碳化温度对扣电性能的影响 |
| 4.3.5 碳化温度对全电性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 炭质原料种类对人造石墨负极材料性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 人造石墨负极材料的制备 |
| 5.2.2 材料表征 |
| 5.2.3 材料电化学性能测试 |
| 5.3 结果和讨论 |
| 5.3.1 炭质原料种类对负极材料粉体物理性能的影响 |
| 5.3.2 炭质原料种类对负极材料颗粒形貌的影响 |
| 5.3.3 炭质原料种类对负极片压实密度和反弹率的影响 |
| 5.3.4 炭质原料种类对扣电性能的影响 |
| 5.3.5 炭质原料种类对全电性能的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 整形工艺对人造石墨负极材料性能的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 人造石墨负极材料的制备 |
| 6.2.2 材料表征 |
| 6.2.3 材料电化学性能测试 |
| 6.3 结果和讨论 |
| 6.3.1 整形工艺对负极材料粉体物理性能的影响 |
| 6.3.2 整形工艺对负极材料颗粒形貌的影响 |
| 6.3.3 整形工艺对负极片压实密度和反弹率的影响 |
| 6.3.4 整形工艺对扣电性能的影响 |
| 6.3.5 整形工艺对全电性能的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）聚丙烯腈碳化包覆及二氧化锡复合天然石墨负极材料的制备（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池简介 |
| 1.3 锂离子电池工作原理 |
| 1.4 锂离子电池的组成部分 |
| 1.4.1 锂离子电池正极材料 |
| 1.4.2 锂离子隔膜及电解液 |
| 1.5 锂离子电池非碳负极材料 |
| 1.6 锂离子电池碳负极材料 |
| 1.6.1 石墨烯类负极材料 |
| 1.6.2 锂离子电池硬碳和软碳材料 |
| 1.6.3 锂离子电池石墨类负极材料 |
| 1.6.4 石墨负极的嵌锂机理 |
| 1.7 天然石墨负极材料的改性方法 |
| 1.7.1 氧化改性 |
| 1.7.2 包覆改性 |
| 1.7.3 掺杂改性 |
| 1.8 选题的目的和意义 |
| 1.8.1 研究内容 |
| 1.8.2 研究创新点 |
| 第二章 实验与方法 |
| 2.1 实验试剂 |
| 2.2 实验仪器与设备 |
| 2.3 实验方案 |
| 2.3.1 表面氧化石墨(SGO)材料的制备 |
| 2.3.2 聚丙烯腈碳化包覆天然石墨(CG)材料的制备 |
| 2.3.3 聚丙烯腈碳化包覆天然石墨复合二氧化锡(CG-SnO_2)材料的制备 |
| 2.4 物理表征方法 |
| 2.4.1 热重表征(TG) |
| 2.4.2 X射线衍射表征(X-Ray) |
| 2.4.3 拉曼光谱表征(Raman spectrum) |
| 2.4.4 X射线光电子能谱表征(XPS) |
| 2.4.5 扫描电子显微镜表征(SEM) |
| 2.4.6 透射电子显微镜表征(TEM) |
| 2.4.7 比表面和孔径分析(BET) |
| 2.4.8 粒径测试分析(PS) |
| 2.5 扣式半电池的制作 |
| 2.5.1 扣式半电池极片的制备 |
| 2.5.2 扣式半电池组装 |
| 2.5.3 18650型圆柱全电池结构 |
| 2.6 电化学性能表征测试 |
| 2.6.1 恒定电流充放电测试 |
| 2.6.2 循环伏安(CV)和电化学阻抗(EIS)测试 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 表面氧化球形石墨的制备及性能表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 球形石墨原料(SG)的表征 |
| 3.2.1 球形石墨的XRD表征 |
| 3.2.2 球形石墨的拉曼表征 |
| 3.2.3 球形石墨的XPS表征 |
| 3.2.4 球形石墨的比表面和介孔分析 |
| 3.2.5 SG的 SEM表征 |
| 3.2.6 SG的电化学性能测试 |
| 3.2.7 球形石墨的热重表征 |
| 3.3 表面氧化球形石墨(SGO)的制备及表征 |
| 3.3.1 不同氧化温度的SGO的XRD对比 |
| 3.3.2 不同氧化温度的SGO的拉曼对比 |
| 3.3.3 不同氧化温度的SGO的XPS对比 |
| 3.3.4 不同氧化温度的SGO的比表面对比 |
| 3.3.5 不同氧化温度的SGO粒度和体积密度对比 |
| 3.3.6 不同氧化温度的SGO的SEM图像对比 |
| 3.3.7 不同氧化温度的SGO的半电池性能对比 |
| 3.3.8 不同氧化温度的SGO的电化阻抗测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 聚丙烯腈碳化包覆天然石墨的制备及性能对比 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 不同LPAN用量的CG的制备及性能表征 |
| 4.2.1 液态聚丙烯腈(LPAN)的热重表征 |
| 4.2.2 不同LPAN用量的CG的XRD表征 |
| 4.2.3 不同LPAN用量的CG的拉曼光谱表征 |
| 4.2.4 CG-10%LPAN的 XPS表征 |
| 4.2.5 不同LPAN用量的CG的比表面和介孔对比 |
| 4.2.6 不同LPAN用量的CG的SEM表征 |
| 4.2.7 最佳LPAN用量的CG的TEM表征 |
| 4.2.8 不同LPAN用量的CG的半电池性能对比 |
| 4.2.9 本节小结 |
| 4.3 不同碳化温度CG的制备及性能表征 |
| 4.3.1 不同碳化温度的10%CG的XRD对比 |
| 4.3.2 不同碳化温度的10%CG的Raman光谱对比 |
| 4.3.3 不同碳化温度的10%CG的SEM表征 |
| 4.3.4 不同碳化温度的10%CG的半电池性能对比 |
| 4.3.5 本节小结 |
| 4.4 10%CG-1000℃的全电池性能测试 |
| 4.4.1 LiFePO_4全电池正极极片的制备 |
| 4.4.2 10%CG-1000℃全电池负极极片的制备 |
| 4.4.3 10%CG-1000℃的全电池性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 聚丙烯腈碳化包覆石墨复合二氧化锡的制备及研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 CSnO_2的制备和表征。 |
| 5.2.1 CSnO_2的XRD表征分析 |
| 5.2.2 CSnO_2的拉曼表征分析 |
| 5.2.3 CSnO_2的XPS表征分析 |
| 5.3 不同的LPAN用量的CG-10%SnO_2制备及性能表征 |
| 5.3.1 不同的LPAN用量的CG-10%SnO_2的XRD表征分析. |
| 5.3.2 不同LPAN用量的CG-10%SnO_2的SEM表征分析 |
| 5.3.3 不同LPAN用量的CG-10%SnO_2的半电池性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
（7）改性微晶石墨的可控制备及其对锂离子电池性能的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 锂离子电池负极的发展简史 |
| 1.2 炭材料作为负极材料的概述 |
| 1.2.1 石墨类碳负极材料 |
| 1.2.2 非石墨类碳负极材料 |
| 1.3 非碳材料负极材料 |
| 1.3.1 合金负极材料 |
| 1.3.2 氧化物负极材料 |
| 1.4 锂离子电池石墨负极材料的改性研究 |
| 1.4.1 掺杂改性 |
| 1.4.2 表面处理 |
| 1.4.3 采用机械化学法 |
| 1.4.4 石墨层间化合物 |
| 1.4.5 其他方法 |
| 1.5 微晶石墨的研究现状及应用领域 |
| 1.6 本文的选题依据及主要研究内容 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 实验原材料、试剂与设备 |
| 2.1.1 实验原材料、试剂 |
| 2.1.2 实验仪器设备 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 材料制备 |
| 2.2.2 材料表征 |
| 2.2.3 电化学性能测试 |
| 第3章 微晶石墨的改性处理及电化学性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 微扩层微晶石墨以及沥青炭包覆微晶石墨的制备与表征 |
| 3.2.1 样品制备 |
| 3.2.2 材料表征 |
| 3.2.3 电化学测量 |
| 3.2.4 氧化方式的选择 |
| 3.3 结构表征和形貌分析 |
| 3.3.1 X射线衍射和拉曼光谱表征分析 |
| 3.3.2 孔隙结构的测定 |
| 3.3.3 形貌分析 |
| 3.4 微扩层微晶石墨以及炭包覆微扩层微晶石墨的电化学性能研究 |
| 3.4.1 充放电性能研究 |
| 3.4.2 循环性能和循环伏安特性分析 |
| 3.4.3 交流阻抗分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 氯化铁插层微晶石墨层间化合物的制备及其电化学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 石墨层间化合物的制备与表征 |
| 4.2.1 材料表征 |
| 4.2.2 电化学测量 |
| 4.3 结构分析与形貌分析 |
| 4.3.1 X射线衍射分析以及拉曼光谱分析 |
| 4.3.2 孔隙结构的测定 |
| 4.3.3 氯化铁含量的测定 |
| 4.3.4 粒度分布的测定 |
| 4.3.5 形貌分析 |
| 4.3.6 X射线元素能谱元素分析 |
| 4.4 电化学性能研究 |
| 4.4.1 恒电流充放电性能 |
| 4.4.2 循环性能和循环伏安特性曲线 |
| 4.4.3 交流阻抗图 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A (攻读学位期间发表论文目录) |
| 附录B (攻读学位期间参与的科研课题) |
（8）酚醛树脂基硬炭负极材料的制备及其结构与电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 锂离子电池简介 |
| 1.2.1 正极材料 |
| 1.2.2 负极材料 |
| 1.2.3 电解液 |
| 1.2.4 隔膜 |
| 1.3 锂离子电池碳负极材料 |
| 1.3.1 石墨类负极 |
| 1.3.2 软炭 |
| 1.3.3 硬炭 |
| 1.4 硬炭材料的研究现状和发展 |
| 1.4.1 硬炭负极材料前驱体及分类 |
| 1.4.2 不同改性方法对硬炭结构和电化学性能的影响 |
| 1.4.3 硬炭作为钠离子电池负极材料的发展 |
| 1.5 选题依据和主要研究内容 |
| 1.5.1 选题依据 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 实验试剂和仪器 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 结构表征方法 |
| 2.2.1 热失重测试 |
| 2.2.2 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析 |
| 2.2.3 扫描电子显微镜(SEM)观察 |
| 2.2.4 透射电子显微镜(TEM)观察 |
| 2.2.5 X-射线衍射(XRD)分析 |
| 2.2.6 拉曼光谱(Raman spectra)分析 |
| 2.2.7 比表面积和孔径分析 |
| 2.3 锂离子扣式电池的组装和电化学测试 |
| 2.3.1 电极的制备和电池的组装 |
| 2.3.2 电池的电化学测试 |
| 第3章 酚醛树脂种类及分子量对硬炭结构和电化学性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 酚醛树脂基硬炭的制备 |
| 3.3 酚醛树脂种类及分子量对硬炭结构的影响 |
| 3.3.1 固化样品的热重和傅里叶红外分析 |
| 3.3.2 硬炭样品的形貌和结构表征 |
| 3.4 酚醛树脂种类及分子量对硬炭电化学性能的影响 |
| 3.4.1 循环伏安和交流阻抗分析 |
| 3.4.2 首次充放电性能和循环性能 |
| 3.4.3 倍率性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 溶剂种类对硬炭的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品制备 |
| 4.3 不同醇类溶剂对HNR基硬炭结构和性能的影响 |
| 4.3.1 溶剂种类对HNR基硬炭的形貌影响 |
| 4.3.2 溶剂种类对HNR基硬炭的结构影响 |
| 4.3.3 溶剂种类对HNR基硬炭的电化学性能影响 |
| 4.4 溶剂种类对LRR基硬炭的结构和电化学性能影响 |
| 4.4.1 溶剂种类对LRR基硬炭的形貌和结构影响 |
| 4.4.2 溶剂种类对LRR基硬炭的电化学性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 天然微晶石墨改性酚醛树脂基硬炭复合材料 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 样品制备 |
| 5.3 不同酚醛树脂与微晶石墨的相容性 |
| 5.3.1 形貌分析 |
| 5.3.2 电化学性能分析 |
| 5.4 微晶石墨添加量对复合负极材料的影响 |
| 5.4.1 复合材料的形貌与结构分析 |
| 5.4.2 复合材料的电化学性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（9）锂离子电池负极材料的改性及电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 锂离子电池简述 |
| 1.2.1 锂离子电池的发展 |
| 1.2.2 锂离子电池的工作原理 |
| 1.3 锂离子电池负极材料 |
| 1.3.1 炭类负极材料 |
| 1.3.2 非炭类负极材料 |
| 1.3.3 锂离子电池石墨材料的嵌锂机理 |
| 1.4 炭负极材料的改性方法 |
| 1.4.1 机械研磨改性法 |
| 1.4.2 氧化改性法 |
| 1.4.3 掺杂改性法 |
| 1.4.4 包覆改性法 |
| 1.5 石墨烯 |
| 1.5.1 石墨烯的结构 |
| 1.5.2 石墨烯的性质 |
| 1.5.3 石墨烯的制备 |
| 1.5.4 石墨烯在锂离子电池中的基础研究 |
| 1.6 论文研究目的及研究内容 |
| 1.6.1 论文研究目的 |
| 1.6.2 论文研究内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.4 材料表征方法 |
| 2.4.1 激光粒度测试 |
| 2.4.2 振实密度测试 |
| 2.4.3 压实密度测试 |
| 2.4.4 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.4.5 X-射线衍射(XRD) |
| 2.5 材料电化学性能测试 |
| 2.5.1 恒流充放电测试 |
| 2.5.2 交流阻抗(AC)测试 |
| 2.5.3 循环伏安(CV)测试 |
| 第三章 石墨烯作为锂离子电池导电添加剂的研究 |
| 3.1 石墨烯与传统导电剂乙炔黑的结构形貌 |
| 3.1.1 XRD分析 |
| 3.1.2 SEM分析 |
| 3.2 石墨烯与传统导电剂乙炔黑的电化学性能 |
| 3.2.1 恒流充放电分析 |
| 3.2.2 循环性能分析 |
| 3.2.3 倍率性能分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 石墨烯改性石墨负极材料的研究 |
| 4.1 石墨烯改性石墨负极材料的制备 |
| 4.2 石墨烯改性人造石墨负极材料的结构形貌和电化学性能 |
| 4.2.1 石墨烯改性人造石墨负极材料的结构形貌 |
| 4.2.2 石墨烯改性人造石墨负极材料的电化学性能 |
| 4.3 石墨烯改性天然石墨负极材料的结构形貌和电化学性能 |
| 4.3.1 石墨烯改性天然石墨负极材料的结构形貌 |
| 4.3.2 石墨烯改性天然石墨负极材料的电化学性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 石墨烯改性石墨负极18650型锂离子电池的研究 |
| 5.1 锂离子电池试制 |
| 5.1.1 极片制备 |
| 5.1.2 电池成型 |
| 5.2 电池电化学性能表征 |
| 5.2.1 电池化成 |
| 5.2.2 电池循环性能测试 |
| 5.2.3 电池倍率性能测试 |
| 5.3 测试结果与讨论 |
| 5.3.1 石墨烯改性人造石墨负极18650型锂离子电池电化学性能 |
| 5.3.2 石墨烯改性天然石墨负极18650型锂离子电池电化学性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）纳米掺杂沥青包覆改性锂离子负极材料的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池概述 |
| 1.3 锂离子电池的工作原理 |
| 1.4 锂离子电池材料 |
| 1.4.1 正极材料 |
| 1.4.2 电解液 |
| 1.4.3 隔膜 |
| 1.4.4 负极材料 |
| 1.5 球形石墨负极材料的改性方法 |
| 1.5.1 球形石墨包覆改性处理 |
| 1.5.2 石墨包覆处理的机理 |
| 1.5.3 包覆改性处理的研究现状 |
| 1.6 本论文选题依据和研究内容 |
| 第2章 实验设备、材料及方法 |
| 2.1 实验材料、设备及方法 |
| 2.2 材料性能测试 |
| 2.2.1 环境扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.2 X射线衍射仪(XRD) |
| 2.2.3 红外光谱分析 |
| 2.2.4 电化学性能测试 |
| 第3章 沥青包覆球形石墨的制备与性能研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验结果 |
| 3.2.1 SEM分析 |
| 3.2.2 XRD分析 |
| 3.2.3 IR分析 |
| 3.2.4 充放电及循环性能测试 |
| 3.2.5 循环伏安测试 |
| 3.2.6 交流阻抗测试 |
| 3.3 分析与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 CNTs掺杂复合材料的制备与性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验结果 |
| 4.2.1 SEM分析 |
| 4.2.2 XRD分析 |
| 4.2.3 IR分析 |
| 4.2.4 充放电及循环性能测试 |
| 4.2.5 循环伏安测试 |
| 4.2.6 交流阻抗测试 |
| 4.3 分析与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 纳米Si掺杂复合材料的制备与性能研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验结果 |
| 5.2.1 SEM分析 |
| 5.2.2 XRD分析 |
| 5.2.3 IR分析 |
| 5.2.4 充放电及循环性能测试 |
| 5.2.5 循环伏安测试 |
| 5.2.6 交流阻抗测试 |
| 5.3 分析与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
四、锂离子电池炭负极材料的研究——包覆对天然石墨容量衰减的影响（论文参考文献）
- [1]基于高温高压的改性石墨作为锂离子电池负极材料的研究[D]. 刘睿. 长春理工大学, 2021(02)
- [2]多孔碳材料的制备及其储能性能研究[D]. 彭辰波. 河北工程大学, 2021(08)
- [3]新型硅碳复合材料的制备及电化学性能的研究[D]. 芮秉龙. 吉林师范大学, 2020(07)
- [4]煤基石墨的微观结构调控及其储锂特性研究[D]. 鲍倜傲. 河南理工大学, 2020(01)
- [5]影响动力锂离子电池石墨负极材料性能的主要因素研究[D]. 单兵凯. 湖南大学, 2019(02)
- [6]聚丙烯腈碳化包覆及二氧化锡复合天然石墨负极材料的制备[D]. 陈文沛. 深圳大学, 2019(09)
- [7]改性微晶石墨的可控制备及其对锂离子电池性能的影响研究[D]. 孙亚丽. 湖南大学, 2019(07)
- [8]酚醛树脂基硬炭负极材料的制备及其结构与电化学性能研究[D]. 周赞. 湖南大学, 2019(07)
- [9]锂离子电池负极材料的改性及电化学性能研究[D]. 刘学伟. 中国石油大学(华东), 2018(07)
- [10]纳米掺杂沥青包覆改性锂离子负极材料的制备与性能研究[D]. 王凯. 南昌大学, 2016(03)