结题报告吴昊尘解析.ppt

丰台二中：吴昊尘 指导老师：王敬 王洪丽 翱翔计划2015-2016汇报 Fe3O4基复合氧化物负极材料的制备及其电化学性能研究. 汇报内容 研究背景 研究方案 研究分析 研究结论 研究背景 . 锂离子电池诞生于19世纪60年代，石油危机期间，而当今，我们仍旧面对着能源的枯竭，因而，开发并利用电能，开发更高效的电池成为了研究的热点。 而一个电池的核心部分是其负极，寻找合适的物质作为电池负极，提高电池工作效率则是开发高效电池的有效途径。 研究方案 本实验采用球磨法对电极材料进行制备，这是因为高速的球磨可以诱导材料的分散更加均匀，电化学性能更加趋于良好。 负极材料的制备 将球磨罐清洗干净后加入原料和钢球以质量比为1:20的比例进行高能球磨。 研磨过后将所得到的原料加入N-甲基吡咯烷酮和乙炔黑继续研磨40分钟。用150mm的棱将其均匀涂抹于光滑铜片上，置于80℃烘干箱中烘干8小时，用手动压片机压成薄片。 研究分析 Fe3O4/PAN复合材料SEM分析图 Fe3O4/石墨复合材料SEM分析图 (a)为Fe3O4球磨后的电镜图。(b)为Fe3O4:石墨=1:1的复合材料的电镜图。(c)为Fe3O4:石墨=3:2的复合材料的电镜图。(d)为Fe3O4:石墨=4:1的复合材料的电镜图。 Fe3O4:石墨=4:1时，分散比较均匀且石墨包覆性较好。 活性物质颗粒的减小及PAN的加入，有利于其电化学性能的改善。 （a）Fe3O4:PAN=1:1（未烧结）、(b)Fe3O4:PAN=4:1（未烧结）、(c)Fe3O4:PAN=1:1（烧结后）、(d)Fe3O4:PAN=4:1（烧结后） Fe3O4与Fe3O4/PAN各比例复合材料交流阻抗曲线 Fe3O4与Fe3O4/石墨各比例复合材料交流阻抗曲线 Fe3O4:石墨=4:1的复合材料导电率明显优于其他材料。 Fe3O4:PAN=9:1的复合材料导电率明显优于其他材料。 Fe3O4与Fe3O4/石墨五种比例复合材料的循环性能曲线 Fe3O4与石墨不同比例混合后复合材料各比例首次库仑效率分别为62.06%（Fe3O4）、64.28%（1:1）、64.46%（3:2）、63.02%（7:3）、66.15%（4:1）、62.54%（9:1）。可明显看出Fe3O4首次库伦效率最低。在负极材料中加入了石墨后首库伦效率均有所提高，并且在其比例为4：1时首次库伦效率是最高的。 并且Fe3O4/石墨（4:1）其下降趋势相对最慢，其首次放电容量达到1090.3mAh·g-1，循环50周后容量保持最高达到353mAh·g-1 Fe3O4与PAN不同比例混合后复合材料的循环性能曲线 从图3-6材料循环效率曲线中。可知Fe3O4与PAN不同比例混合后4:1和9:1比例复合材料首次库仑效率为58.86%、61.15%。而Fe3O4首次库仑效率为62.06% 4：1比例关系中，首次放电容量达到1318.6mAh·g-1，循环30周后容量保持最高达到393.7mAh·g-1 Fe3O4与石墨混合各比例循环伏安图 Fe3O4/PAN各比例循环伏安图 研究结论