锂离子电池纳米NiO负极材料的制备与电化学性能研究-有色金属冶金专业毕业论文.docx

山东理工大学硕士学位论文 摘 要摘 要锂离子电池具有优异的性能,如良好的容量保留能力,使用温度范围广,安全性能高,因而被认为是一种很有前途并且具有广泛应用二次电池。目前,在电动汽车(EV)和可再生能源的存储领域锂离子电池已经商业化。锂离子电池负极材料的研究中,NiO是具有广泛应用前景的负极材料,因为其由高比容量、无毒、价廉的优点。本文主要研究内容是探索纳米NiO的制备方法,制备纳米NiO/C复合材料并对其电化学性能进行研究。纳米材料作为锂离子电池电极的活性物质,具有充放电极化程度小、可逆容量高、循环寿命长等优点。本文通过水热法合成的纳米NiO材料,探索了最佳制备条件,通过XRD、SEM和电化学性能测试可知,烧结温度为600℃、烧结时间为2h制备的纳米NiO颗粒结晶完整、粒径约30nm、分布均匀。电流密度140mA/。充放电循环30次后可逆比容量达到460mAh/g,具有较好的循环性能,大电流密度下有较高的可逆比容量,具有较好的电化学性能。为减少纳米NiO负极材料的首次容量损失,进一步提高其循环稳定性和倍率性能,本文通过两步水热法合成的纳米NiO/C复合材料。通过控制葡萄糖浓度,得到不同碳含量的产物。通过XRD、SEM和电化学性能测试可知,产物中的碳为无定型碳,不会将NiO还原为单质Ni,同时也不会对NiO晶型产生影响。但是碳含量增加,产物颗粒尺寸变大,并出现严重团聚现象。%的纳米NiO/C复合材料,在电流密度140mA/,首次库伦效率达到66%;恒电流充放电循环30次后可逆比容量达到920mAh/g,容量保持率(与第二次循环比较)为48%;同时电荷转移阻抗最小;大电流密度下有较高的可逆比容量,具有较好的倍率放电性能。无定型碳层一方面缓冲巨大的体积变化,降低材料粉化程度,防止团聚,另一方面碳能提高材料导电率。但是过高的碳含量造成产物团聚严重,放电比容量和电化学性能均有所下降。关键词:锂离子电池;NiO;负极材料IABSTRACTTheLithiumionbatteryhasbeenconsideredasapromisingcandidatesinsecondarybatterieswithinnumerousapplications,becauseoftheirexcellentperformance,suchasgoodcapacityretention,widerangeofoperatingtemperatures,,theLi-mercializedasapowersourceinelectricvehicles(EV),,nontoxicityandlowmaterialcost,-NiOmaterialasananodematerialforLithiumionbattery,,highreversiblecapacity,-,sinteringtemperatureandtimewere600º-,whichhasgoodcycle