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SnO_2/石墨烯复合材料电化学性能研究

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毕业论文范文题目：SnO_2/石墨烯复合材料电化学性能研究，论文范文关键词：SnO_2/石墨烯复合材料电化学性能研究
SnO_2/石墨烯复合材料电化学性能研究毕业论文范文介绍开始：
【论文摘要】：本论文以SnO_2/石墨烯(graphene)复合材料为研究对象，围绕材料的主要性能比容量大小，循环稳定性及倍率性能，采用水热合成法制备了SnO_2/graphene复合材料，运用X射线衍射(XRD)、红外光谱分析(FTIS)、比表面积分析(BET)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱(Ramanshift)对复合材料进行表征。运用恒电流充放电、交流阻抗(EIS)和循环伏安(CV)等方法对其电化学性能进行测试和分析，系统的研究了复合材料的形貌、结构和电化学性能。以乙醇和SnCl2·2H2O为原料，采用水热法制备纳米SnO_2粉末，乙醇溶液起到了空间位阻作用，阻止了Cl-接近Sn2+从而保证反应方向性，乙醇溶液是一种络合剂和隔离剂(在溶液中形成聚合网结构，保持金属氧化物的距离，防止氧化物的之间的团（此处忽略..）聚)，采用FTIR光谱和X射线衍射研究了样品纳米结构，实验表明SnCl2·2H2O在碱性乙醇溶液(pH≈12)120℃下6h所形成的纳米SnO_2颗粒较均匀，空间结构较大，比表面积较大。对纳米SnO_2的电化学研究表明：在充放电电压0.005V-3V条件下0.1C放电，其首次放电容量分别1773mAh/g,30次循环后其放电容量为582mAh/g。显示出作为锂离子电池负极材料纳米SnO_2具有很高的比容量和良好的循环性能。以天然石墨，通过Hummer法制备了氧化石墨(graphiteoxide,GO)，再通过微波法剥离氧化石墨制备了石墨烯纳米片(graphenenanosheets,GNS)。对石墨烯的结构、形貌和电化学性能进行了研究。微波法制备的石墨烯电极在0.1C、0.2C、0.5C、1C、2C、5C和10C的不同电流密度下进行了充放电测试。在（略..）0.1C首次放电容量达到了2300mAh/g，放电时30次循环后容量保持在547mAh/g，库伦效率是95%。这表明单纯的石墨烯电极虽然具有较高的首次充放电，但其循环稳定性不佳，容量在充放电过程中损失较大，说明石墨烯片作为锂离子电池负极材料，其较高的衰减率是影响期循环寿命的首要因素。采用了水热合成法将其摩尔比为3:1的SnO_2和GNS混合制备了SnO_2/graphene复合物材料。并对SnO_2/graphene复合材料的结构、形貌和电化学性能进行了研究。结果表明，SnO_2中的O~2-与石墨烯表面的某些官能团形成桥键，并均匀分布在石墨烯和SnO_2之间，从而使石墨烯纳米片和纳米SnO_2颗粒均匀复合。水热合成制备的SnO_2/graphene复合材料在电流倍率为0.1C时的首次放电容量和充电容量分别为2646m（略..）Ah/g和1340mAh/g，经过30次循环充放电测试后其库伦效率保持在96%以上。在2C和5C的电流密度下，水热合成制备的复合材料在经过30次的充放电测试后其库伦效率分别为98%和98%。这些数据显示水热合成法制备的SnO_2/graphene复合材料具有较高的可逆容量、良好的倍率性能和循环稳定性。石墨烯的高导电性为Li+的快速传输创造了更多的活性表面位置，减少了Li+传输过程中所需要的活化能，提高了Li+穿过电极/电解质界面向SnO_2电极表面的扩散速度，从而提高了复合材料的循环性能和倍率性能。通过对比SnO_2、GNS和SnO_2/graphene复合材料在相同条件下的充放电数据可知SnO_2/graphene复合材料的比容量并不是由单一的纳米SnO_2和单一的石墨烯容量的相加，说明纳米SnO_2和石墨（略..）烯两种物质之间存在着协同作用。采用循环伏安法测试了SnO_2/graphene复合材料在不同循环次数的曲线并进行分析对比。采用交流阻抗法对纳米SnO_2材料和SnO_2/graphene复合材料的电化学过程进行了比较研究，通过拟合软件得到了SnO_2/graphene复合材料的交流阻抗谱，从而得到电荷转移电阻，并计算了交换电流密度。我们发现：在SnO_2/graphene复合材料中存在着协同效应。

以上为本篇毕业论文范文SnO_2/石墨烯复合材料电化学性能研究的介绍部分。

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