微纳米异质相Co-Mn-Sn氧化物/合金复合材料的设计合成及其储锂性能研究

来源 :江苏科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:flyingldy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
可充电锂离子电池(LIBs)具有能量密度高、循环寿命长、动力性能好等优点,因此受到了广泛关注。过渡金属氧化物及其合金复合物具有高的理论容量,成本较低,对环境友好,结构多样性等优点成为有发展潜力的新一代LIBs负极材料。但其仍然受限于充放电过程中体积膨胀以及导电性差而未能产业化。为解决上述问题,本论文主要通过调控微纳米异质相Co-Mn-Sn氧化物或合金材料的设计合成,在此基础上,开展了这类材料在电化学性能的应用研究,具体研究内容如下:(1)通过牺牲模板法调控合成Sn-Mn异质相复合材料;在此基础上,通过添加氧化石墨烯分散液,合成出均匀的Sn-Mn/GO复合材料。随后氮气中煅烧,得到四种复合材料SnO2/Mn3O4-B、SnO2/Mn3O4-E、Mn3O4/SnO2-700、Mn2SnO4/RGO,并展现出优异的储锂性能,其中,在0.2 A g-1的电流密度下,SnO2/Mn3O4-B在循环350圈后比容量持有835 mA h g-1;SnO2/Mn3O4-E在循环450圈后的依然具有980 mA h g-1的比容量;Mn3O4/SnO2-700循环400圈后的容量保持有1045 mA h g-1可逆比容量;Mn2SnO4/RGO在循环350圈后,比容量持有845 mA h g-1。优异的锂电性能归因于材料结构的调控、复合氧化物之间的协同作用以及石墨烯的基底缓冲作用。(2)通过溶剂热法合成CoMn-前驱体,在氮气氛围中通过调控煅烧温度,首次合成(Co,Mn)(Co,Mn)2O4基多孔微球(CM-11-Ms)和多孔核壳结构微球(CM-11-CSMs)。其中,CM-11-Ms和CM-11-CSMs在电流密度为1A g-1下循环1000圈后,比容量分别维持在745 mA h g-1和2173.8 mA h g-1。结果表明,CM-11-CSMs具有远超CM-11-Ms的储锂性能,这可归因于独特的核-壳结构能极好的适应体积变化,对电极材料进行再活化,以及具有(Co,Mn)(Co,Mn)2O4、Co3O4和MnO之间的协同作用。(3)采用CoSn(OH)6纳米立方体作为模板,通过溶剂热法成功制备了CoSn(OH)6/Mn0.5Co0.5CO3前驱体;在氮气中通过控制热解温度,得到异质纳米微球MnSnO3-CM400和MnSnO3-CM500。其中,MnSnO3-CM500在电流密度1A g-1下循环750圈后比容量保持为750 mA h g-1,循环1000圈后依然没有明显的容量衰减。MnSnO3-CM400在电流密度为1A g-1时,循环560圈后可以提供1030 mA h g-1的比容量,直到1000圈后,没有明显的容量衰减。结果表明,MnSnO3-CM400材料中适宜的孔径大小以及适当的MnCo2O4/(Co,Mn)(Co,Mn)2O4的含量比有利于储锂性能的提高。(4)根据上述(3)的合成方法,添加适量碳源,制备出MnSnO3/Co3Sn2-CM500纳米微球。其在1A g-1的电流密度下循环1500圈后,MnSnO3/Co3Sn2-CM500比容量保持为1070.3 mA h g-1,表现出优异的长循环稳定性,这可归因于由于部分Co-Sn氧化物转化为Co3Sn2合金有效提高非均相结构材料的储锂性能。
其他文献
学位
有机光电功能材料因其结构的多样性和性能的可调控性,在有机发光二极管、有机场效应晶体管、有机太阳能电池、有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池、有机激光、有机生物/化学传感
边界元法已经成为域方法的有效替代方法,如有限差分法和有限元法,特别是在需要达到高精度要求或者域方法无法完成的情况下,例如无限域。然而,边界元最重要的特征是它只需要将边界离散而不是域的离散。这个优点对于编程来说尤其重要,因为这个过程涉及形状修改,从而完成重新组合,这些用有限元法来实现是很困难的。对于许多基本解已知的微分方程,以及一些有趣的工程问题都可以用边界元法成功解决,包括声学、弹性力学、位势问题
离心压缩机以效率高、流量大、压缩比高的特性广泛应用于工程领域,在实际工程应用中低应力幅、振动以及高速离心载荷使得疲劳破坏成为离心压缩机叶轮的主要失效形式。越来越多的疲劳实验表明,随着载荷的降低和寿命的延长,叶轮的失效裂纹源从表面迁移到内部缺陷,展现出超高周疲劳失效行为。马氏体不锈钢FV520B-I作为一种高强钢材料,在离心压缩机叶轮叶片加工制造中广泛应用,研究其在超高周疲劳领域(>107周次
岩溶地下水是岩溶地区人们生产生活的重要水源,但因农业面源污染及生活污水等导致的岩溶地下水氮污染,已成为岩溶区重要的环境地质问题。为了寻求岩溶地下水氮污染原位治理的可能,需要弄清岩溶地下水土著微生物群落结构以及氮循环相关功能基因的丰度。目前对岩溶地下水微生物群落结构的研究虽有一些报道,但对于不同岩溶区地下水中特有微生物群落及功能菌群特征的认识尚有待进一步深入,而对岩溶地下水中氮循环相关功能基因的定量
甲状腺乳头状癌是甲状腺癌中占比最大的类别,并且任何年龄均存在发病的可能,近几年以来中国患病的人数逐年增加,于是提高甲状腺乳头状癌诊断的精确度显得尤其重要。就目前而
人Gata3基因单倍剂量不足可以引起甲状旁腺功能减低-感音神经性耳聋-肾发育不良(HDR)综合征,也称为Barakat综合征。其中感音神经性耳聋是最常见的表型。这提示Gata3可能对耳蜗
近年来,分数阶微积分的理论研究及其应用吸引了诸多学者的关注。许多学者对复杂介质中的反常扩散问题进行了大量的研究。他们发现,分数阶在某些复杂且重要的动力学方程中并不是一成不变的,而是随着时间或者空间而变化,因此研究变分数阶微分方程对动力学问题十分重要,本文致力于变时间分数阶变系数扩散方程的数值解及其反问题研究。第一章介绍了课题的研究意义,并简要描述了研究领域的研究现状和发展趋势,并给出了研究动机和主
CUBA(中国大学生篮球联赛),在1997年建立的章程,1998年创办,是中国大学体育协会主办的高校之间的篮球联赛,其宗旨是“发展高校篮球,培养篮球人才”。NCAA是NBA名副其实的高水
风化花岗岩残积土在我国东南地区分布广泛,是一种区域性特殊土。随着我国经济的高速发展,交通运输网不断丰富,花岗岩残积土逐渐成为工程中常见的载体和岩土材料,但其特殊的结构特性使得该类土体的工程事故频发。鉴于此,本文选取广东省肇庆市播植县某边坡残积土作为试验样本,进行一系列直剪、固结和三轴试验,对花岗岩残积土的结构性进行多维表征,并研究重塑土和原状土的硬化土模型参数,为相关工程提供借鉴。直剪和固结试验中