| 摘要 | 第1-10页 |
| ABSTRACT | 第10-30页 |
| 第一章 绪论 | 第30-62页 |
| ·前言 | 第30页 |
| ·锂离子电池的概述 | 第30-32页 |
| ·锂离子电池的发展历史 | 第30-31页 |
| ·锂离子电池的工作原理 | 第31-32页 |
| ·影响负极材料倍率性能的因素 | 第32-34页 |
| ·材料的尺寸 | 第33页 |
| ·材料的微观结构 | 第33页 |
| ·材料的导电性能 | 第33-34页 |
| ·电极的界面特性 | 第34页 |
| ·纳米炭材料中的锂离子存储 | 第34-42页 |
| ·炭材料的储锂机理 | 第35-36页 |
| ·零微纳米炭 | 第36-37页 |
| ·一微纳米炭 | 第37-39页 |
| ·二微纳米碳---石墨烯 | 第39-40页 |
| ·多孔炭的电化学性能 | 第40-42页 |
| ·炭基过渡金属氧化物复合纳米材料的电化学性能 | 第42-47页 |
| ·过渡金属氧化物的储锂机理 | 第42页 |
| ·过渡金属氧化物的缺点 | 第42-43页 |
| ·碳包覆金属氧化物纳米颗粒 | 第43-44页 |
| ·纳米管基金属氧化物复合纳米材料 | 第44-46页 |
| ·石墨烯基金属氧化物复合材料 | 第46-47页 |
| ·多孔炭包覆金属氧化物复合材料的电化学性能 | 第47页 |
| ·本课题的立题依据和主要研究内容 | 第47-52页 |
| ·论文选题的目的和意义 | 第47-48页 |
| ·本论文炭/金属氧化物纳米结构的设计基础 | 第48-51页 |
| ·本课题的主要研究内容 | 第51-52页 |
| 参考文献 | 第52-62页 |
| 第二章 实验与测试分析方法 | 第62-72页 |
| ·本工作研究方案 | 第62页 |
| ·实验所用原料及化学试剂 | 第62-65页 |
| ·主要原料 | 第62-64页 |
| ·其它化学试剂 | 第64-65页 |
| ·实验设备 | 第65页 |
| ·实验方法 | 第65-68页 |
| ·碳包覆金属氧化物空心纳米颗粒/管的制备 | 第65-66页 |
| ·"海胆型"石墨烯/金属氧化物的制备方法 | 第66页 |
| ·空心氧化铜/石墨烯复合材料的制备方法 | 第66页 |
| ·四氧化三铁/石墨烯复合材料的制备方法 | 第66-67页 |
| ·四边形纳米碳管的制备 | 第67-68页 |
| ·测试表征 | 第68-70页 |
| ·场发射扫描电子显微镜(FESEM) | 第68页 |
| ·透射电子显微镜(TEM) | 第68页 |
| ·X射线衍射测试(XRD) | 第68-69页 |
| ·X射线光电子能谱分析(XPS) | 第69页 |
| ·拉曼光谱(Raman Spectra) | 第69页 |
| ·热重-示差扫描(TG-DSC)热分析 | 第69页 |
| ·Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积及孔分布测试 | 第69页 |
| ·傅立叶变换红外光谱测试(FT-IR) | 第69-70页 |
| ·电化学测试 | 第70-71页 |
| ·工作电极的制备及半电池组装 | 第70页 |
| ·恒流冲放电测试 | 第70页 |
| ·循环伏安与交流阻抗测试 | 第70-71页 |
| 参考文献 | 第71-72页 |
| 第三章 碳包覆金属氧化物空心纳米颗粒的制备 | 第72-92页 |
| ·引言 | 第72页 |
| ·碳包覆碳化铁纳米颗粒及其转化产物 | 第72-79页 |
| ·碳包覆碳化铁纳米颗粒的形貌和结构 | 第72-73页 |
| ·氧化铁空心纳米颗粒的形貌和结构 | 第73-76页 |
| ·碳包覆氧化铁空心纳米颗粒的形貌和结构 | 第76-77页 |
| ·"核-壳-空隙"结构的纳米颗粒的形貌和结构 | 第77-79页 |
| ·转化过程的考察 | 第79-86页 |
| ·升温阶段中间产物的结构和组成 | 第79-81页 |
| ·Sample-280的HRTEM和EDX分析 | 第81-83页 |
| ·Sample-280的XPS深度分析 | 第83-84页 |
| ·保温阶段中间产物的结构和组成 | 第84-86页 |
| ·扩散机制 | 第86-89页 |
| ·扩散过程 | 第86页 |
| ·金属向外扩散的驱动力 | 第86-87页 |
| ·金属核的"两步扩散"机制 | 第87-89页 |
| ·小结 | 第89页 |
| 参考文献 | 第89-92页 |
| 第四章 碳包覆金属氧化物纳米管的制备 | 第92-112页 |
| ·引言 | 第92页 |
| ·Fe_3C@CNT纳米线/棒 | 第92-97页 |
| ·Fe_3C@CNT纳米线/棒的形貌和结构 | 第93-94页 |
| ·Fe_3C@CNT纳米线/棒的XPS深度分析 | 第94-97页 |
| ·Fe_3C@CNT纳米线/棒的元素面分布图 | 第97页 |
| ·Fe_3C@CNT纳米线/棒的氧化转化流程 | 第97-107页 |
| ·"核-壳-空隙"结构的纳米线/棒 | 第97-101页 |
| ·碳包覆铁化合物纳米管 | 第101-105页 |
| ·氧化铁纳米管的形貌和结构 | 第105-107页 |
| ·影响扩散的关键因素 | 第107-109页 |
| ·金属扩散的动力学和热力学 | 第107页 |
| ·热激发和高能电子束激发内部金属扩散的差异 | 第107-108页 |
| ·扩散中碳壳层的作用 | 第108-109页 |
| ·内部包覆物质的影响 | 第109页 |
| ·小结 | 第109-110页 |
| 参考文献 | 第110-112页 |
| 第五章 "海胆型"石墨烯包覆金属氧化物空心微球的制备 | 第112-132页 |
| ·引言 | 第112页 |
| ·石墨烯包覆金属微球 | 第112-119页 |
| ·石墨烯纳米片的形貌和结构 | 第112-113页 |
| ·石墨烯包覆铜微球的形貌和结构 | 第113-116页 |
| ·石墨烯包覆铁微球的形貌和结构 | 第116-118页 |
| ·石墨烯包覆钴微球的形貌和结构 | 第118-119页 |
| ·"海胆型"石墨烯/金属氧化物空心微球 | 第119-126页 |
| ·石墨烯/氧化铜微球的形貌和结构 | 第119-122页 |
| ·石墨烯/氧化铁微球的形貌和结构 | 第122-125页 |
| ·石墨烯/氧化钴微球的形貌和结构 | 第125-126页 |
| ·扩散过程及其影响因素 | 第126-129页 |
| ·微球表面纳米线的生长过程 | 第126-128页 |
| ·尺寸对于扩散的影响 | 第128-129页 |
| ·"海胆型"微球中的"两步扩散"机制 | 第129页 |
| ·扩散金属原子与石墨烯片的交互作用 | 第129页 |
| ·小结 | 第129-130页 |
| 参考文献 | 第130-132页 |
| 第六章 炭/石墨烯包覆金属氧化物空心结构的电化学性能 | 第132-152页 |
| ·引言 | 第132页 |
| ·碳包覆氧化铁空心纳米颗粒的电化学性能 | 第132-141页 |
| ·碳包覆氧化铁空心纳米颗粒的形貌与结构 | 第132-134页 |
| ·碳包覆氧化铁空心纳米颗粒的循环伏安测试 | 第134-135页 |
| ·碳包覆氧化铁空心颗粒的充放电曲线 | 第135-136页 |
| ·Sample-280-10不同充放电电压下的XRD图像 | 第136-137页 |
| ·碳包覆氧化铁空心颗粒的循环性能 | 第137-138页 |
| ·Sample-280-10的倍率性能 | 第138-139页 |
| ·碳包覆氧化铁空心颗粒的交流阻抗测试 | 第139-141页 |
| ·碳包覆氧化铜纳米颗粒的电化学性能 | 第141-145页 |
| ·碳包覆氧化铜纳米颗粒的形貌和结构 | 第141-142页 |
| ·碳包覆氧化铜纳米颗粒的循环伏安曲线 | 第142-143页 |
| ·碳包覆氧化铜纳米颗粒的循环性能 | 第143-145页 |
| ·碳包覆氧化铁纳米管的电化学性能 | 第145-147页 |
| ·"海胆型"石墨烯/金属氧化物空心微球的电化学性能 | 第147-148页 |
| ·碳包覆空心纳米结构电化学性能提高的原因 | 第148-149页 |
| ·小结 | 第149-150页 |
| 参考文献 | 第150-152页 |
| 第七章 空心氧化铜/石墨烯复合物的制备及其电化学性能 | 第152-170页 |
| ·引言 | 第152页 |
| ·氧化铜空心结构的制备 | 第152-155页 |
| ·铜纳米粒子的形貌与结构 | 第153-154页 |
| ·氧化铜空心纳米粒子的形貌与结构 | 第154-155页 |
| ·氧化铜空心纳米颗粒/石墨烯复合材料 | 第155-159页 |
| ·铜纳米颗粒/石墨烯复合材料的形貌和结构 | 第155-157页 |
| ·氧化铜空心纳米颗粒/石墨烯复合材料的形貌和结构 | 第157-159页 |
| ·氧化铜空心颗粒的电化学性能 | 第159-162页 |
| ·循环伏安测试 | 第159-160页 |
| ·氧化铜的储锂机理研究 | 第160-162页 |
| ·恒流冲放电性能 | 第162页 |
| ·氧化铜空心纳米颗粒/石墨烯复合材料的电化学性能 | 第162-167页 |
| ·恒流冲放电和循环伏安测试 | 第162-164页 |
| ·复合电极材料的高倍率性能 | 第164-166页 |
| ·交流阻抗测试 | 第166-167页 |
| ·小结 | 第167-168页 |
| 参考文献 | 第168-170页 |
| 第八章 氧化铁/石墨烯复合材料的界面交互作用及其对电化学性能的影响 | 第170-192页 |
| ·引言 | 第170页 |
| ·石墨烯纳米片和石墨烯/Fe_3O_4复合材料的形貌和结构 | 第170-175页 |
| ·热处理后石墨烯纳米片的形貌和结构 | 第171-172页 |
| ·原位合成石墨烯/Fe_3O_4复合材料的形貌和结构 | 第172-173页 |
| ·超声混合制备的石墨烯/Fe_3O_4复合材料的形貌和结构 | 第173-175页 |
| ·两种石墨烯/Fe_3O_4复合材料的界面交互作用的差异 | 第175-182页 |
| ·TG-DSC测试 | 第176页 |
| ·拉曼光谱测试 | 第176-178页 |
| ·XPS光谱测试 | 第178-181页 |
| ·FT-IR测试 | 第181-182页 |
| ·两种石墨烯/Fe_3O_4复合材料的电化学性能 | 第182-187页 |
| ·石墨烯/Fe_3O_4复合材料的低倍率冲放电性能 | 第182-184页 |
| ·石墨烯/Fe_3O_4复合材料的高倍率冲放电性能 | 第184-185页 |
| ·交流阻抗测试 | 第185-187页 |
| ·小结 | 第187-188页 |
| 参考文献 | 第188-192页 |
| 第九章 四边形纳米碳管的制备及其电化学性能研究 | 第192-208页 |
| ·引言 | 第192-193页 |
| ·四边形纳米碳管的形貌和结构 | 第193-195页 |
| ·四边形纳米碳管的形貌 | 第193页 |
| ·四边形纳米碳管的结构 | 第193-195页 |
| ·四边形纳米碳管的形成机理 | 第195页 |
| ·传统纳米碳管与四边形纳米碳管的形貌和结构比较 | 第195-197页 |
| ·传统纳米碳管与四边形纳米碳管的电化学性能比较 | 第197-199页 |
| ·两种纳米碳管的低倍率充放电性能 | 第198页 |
| ·两种纳米碳管的高倍率充放电性能 | 第198-199页 |
| ·四边形纳米碳管的高倍率原因分析 | 第199-204页 |
| ·交流阻抗测试 | 第200页 |
| ·锂离子扩散系数计算 | 第200-203页 |
| ·结构与高倍率性能的关系 | 第203-204页 |
| ·小结 | 第204页 |
| 参考文献 | 第204-208页 |
| 第十章 结论 | 第208-210页 |
| 致谢 | 第210-212页 |
| 研究成果及发表的学术论文 | 第212-216页 |
| 作者和导师简介 | 第216-218页 |
| 博士研究生学位论文答辩委员会决议书 | 第218-219页 |
