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摘要：本研究采用硫模板法制备石墨纳米笼，石墨纳米笼具有高比表面积(850 m2/g)和介孔孔容(0.9 cm3/g)以及高石墨化程度的特点。提纯后，应用于锂离子电池负极材料。石墨纳米笼、碳粉、偏聚四氟乙烯PVDF配比为7:1:2时，所制锂电电极表面平整完好，无开裂现象，为最佳配料比。所制电池，首次放电比容量为831 mA h/g，在循环次数达到10-30次时，石墨纳米笼的放电容量约为100 mAh/g；电流密度为0.1 C，0.5 C，1 C，电流的可逆容量分别为250 mAh g-1，150 mAh g-1，140 mAh g-1。24597
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毕业论文关键词：石墨纳米笼；高比表面积；锂电
Investigation on application of graphitic nanocages for cathodes of Li-ion batteries
Abstract: Graphitic nanoacges with high specific surface area (850 m2/g), mesopore volume (0.9 cm3/g) and good graphitization, were prepared from sulfur-template approach. After purification, the nanocages were used as cathode for assembling Li-ion batteries. When ration of nanocages, graphite powder and polyvinylidene fluoride reached 7:1:2, the prepared electrodes were smooth without cracking. The primary discharge capacity of the prepared Li-ion battery could reach 831 mA h/g, but the discharge capacity reduced to 100 mAh/g after 10-30 cycles. The reversible capacity of the battery is 250 mAh g-1, 150 mAh g-1 and 140 mAh g-1, respectively, under current density of 0.1 C, 0.5 C or 1 C.
Keywords: Graphitic nanocages; High specific surface area; Li-ion battery；
目录
1 文献综述 1
1.1 前言 1
1.2 锂离子电池简介 1
1.2.1 锂离子电池发展历史 1
1.2.2 锂离子电池工作原理 2
1.3 锂离子电池负极材料研究进展 3
1.3.1 碳负极材料 4
1.3.2 锡基氧化物负极材料[22] 6
1.3.3 硅基负极材料 7
1.3.4 氮化物、磷化物 8
1.4 新型碳纳米材料的发展 8
1.4.1 碳的同素异形体 8
14.2 富勒烯 9
1.4.3 碳纳米管 10
1.2.4 碳纳米笼 11
1.5 论文研究目的及研究内容 11
2 样品制备及分析测试方法 13
2.1 实验设备与原料 13
2.2 石墨纳米笼的制备 14
2.3 材料的表征 14
2.3.1 X射线衍射仪 14
2.3.2 透射电子显微镜 14
2.3.3 比表面积测定 15
2.4 材料的电化学性能测试 15
2.4.1 电极制备 15
2.4.2 电池装配 15
2.4.3 电池电化学性能测试 15
3 结果与讨论 16
3.1 X射线衍射和TEM分析 16
3.2 比表面积分析 18
3.3 样品开裂分析 19
3.4样品的电化学性能 22
4 结论 24
致谢 25
参考文献 26
1 文献综述
1.1 前言
随着工业、经济的不断发展，人口的不断增长，对能源的需求也日趋紧张，因此发展新材料、寻求新能源已成为21世纪必须解决的重大课题之一。近些年电子和信息产业蓬勃发展，对小型移动电源的需求也在快速增加。锂离子电池由于其具有工作电压高，质量轻，比能量大，自放电小，循环寿命长，无记忆效应，无环境污染等突出优点，成为摄像机、移动电话、笔记本电脑以及便携式测量仪器等电子装置小型轻量化的理想电源。近年来锂离子电池发展迅猛，在各领域不断取代铅酸蓄电池、镍镉电池和镍氢电池[1]。可以预言，在不久的将来锂离子电池将成为人造卫星、潜艇、飞机、鱼雷和火箭等现代高科技领域的重要化学电源之一。许多国家都在大力发展锂离子电池及其相关技术，研究和开发新型锂离子电池相关材料，提高电池的性能和降低电池的成本，因此该技术领域具有广阔的发展前景和现实意义。
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