跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(18.97.14.81) 您好!臺灣時間:2025/02/11 00:33
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:房蔓君
研究生(外文):Man-Jyun Fang
論文名稱:水熱法製備鋰離子電池負極多孔奈米材料:1.TiO2—reduced graphene oxide;2.Si—TiO2奈米線
論文名稱(外文):Hydrothermal syntheses of highly porous anode materials for lithium battery 1.TiO2—reduced graphene oxide;2.Si—TiO2 nanowire
指導教授:林寬鋸
指導教授(外文):Kuan-Jiuh Lin
口試委員:黃景帆果尚志
口試委員(外文):Jing-Fang HuangShan-Gjr Gwo
口試日期:2017-06-30
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:化學系所
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2017
畢業學年度:105
語文別:中文
論文頁數:61
中文關鍵詞:二氧化鈦石墨烯鋰離子電池負極材料多孔結構
外文關鍵詞:TiO2GrapheneLithium ion batteryAnode materialHigh porosity
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:395
  • 評分評分:
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本研究目的在於提升鋰離子電池循環壽命。二氧化鈦奈米材料被證實具有做為高功率鋰離子電池負極材料的潛力,能有效解決傳統石墨型負極材料在高電流密度下的電化學表現不佳的問題。但因二氧化鈦導電度低且比電容量有限之問題,在此,我們成功以水熱法合成TiO2-reduced graphene oxide(T/PrGO)負極材料以改善純二氧化鈦作為電極的缺點。在T/PrGO材料中,石墨烯氧化物可提升整體導電度,使得其在電流密度為1C、第100圈時的比比電容值為145 mAh/g,且僅有12%的比電容損失。以上樣品皆經過FE-SEM、FIB、EDS、XRD、Raman、FTIR以及WBCS3000循環系統之測試。
TiO2 related nanomaterials are considered as promising candidate materials rather than traditional graphite materials for lithium-ion battery anodes. Nevertheless, the intrinsically poor electrical conductivity and low theoretical specific capacity of TiO2 would lead to severely limit its commercial utility. Herein, we report the synthesis of TiO2-reduced graphene oxide composite (termed as T/PrGO) via hydrothermal route. T/PrGO shows a remarkable capacity of 150 mAhg-1 after 500 cycles at a charge rate of 1 C (168 mA g-1) with a high cyclability of 88% because of the enhanced electrical conductivity by reduced graphene oxide. The morphological and structural characterizations were investigated by FE-SEM、FIB、EDS、XRD、Raman、FTIR and WBCS3000 cyclic system.
中文摘要 i
Abstract ii
第1章 緒論 1
1-1引言 1
1-2鋰離子電池 2
第2章 文獻回顧 4
2-1鋰離子電池正極材料 4
2-2鋰離子電池負極材料 6
2-2-1鋰離子電池負極材料介紹 9
2-2-1-1矽(Si) 9
2-2-1-2碳系材料 11
奈米碳管(Carbon nanotubes) 11
石墨烯(Graphene) 12
2-2-1-3二氧化鈦(TiO2) 14
2-2-1-4 TiO2-reduced graphene oxide奈米複合負極材料 16
2-2-1-4 矽-二氧化鈦(Si—TiO2)奈米複合負極材料 20
第3章 研究動機 24
第4章 實驗方法 25
4-1 藥品 25
4-2儀器與裝置 26
4-2-1 製程所需儀器 26
4-2-2 鑑定所需儀器 27
4-3 TiO2 / Porous reduced graphene oxide (T/PrGO)的製備 28
4-3-1 Graphene oxide的製備(GO) 29
4-3-2 Porous graphene oxide的製備(PGO) 30
4-3-3 TiO2 / Porous graphene oxide的製備(T/PGO) 30
4-3-4 TiO2 / Porous reduced graphene oxide(T/PrGO) 31
4-4 Coin cell 製作 31
4-4-1 T/PrGO 32
4-5 電化學測試 34
第5章 結果與討論 35
5-1 表面及構形分析 35
5-2晶體晶格、分子及官能基種類分析 39
5-3電化學測試 43
第6章 總結與未來展望 52
參考文獻 53
附錄-TiO2/Reduced graphene oxide複合機制比較 57
[1]曾祐強、鄭凱文 全國主要國家電動車示範運行計畫 車輛研測資訊 085期2011年12月
[2]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%B4%94%E9%9B%BB%E5%8B%95%E8%BB%8A (last accessed at 20170510)
[3]Natasha Boddy Government to trial electric bikes for ACT public servants The Canberra Times 2016/8
[4]William MacDougall Electromobility in Germany: Vision 2020 and Beyond Germany Trade & Invest
[5]許家興 電動車類型與電池基礎介紹 財團法人測輛研究測試中心 2009年10月
[6]洪佩凌 UL通訊 第五十八期2016年10月
[7]K. Kang, Y. S. Meng, J. Bréger, C. P. Grey, G. Ceder Science 2006, 311, 977 – 980.
[8]IIT LIB-related Study Q4 Institute of Information Technology 2010/12
[9]Overview of lithium ion battery Panasonic 2017/1
[10]呂學隆 鋰電池正極材料技術與產業趨勢(一)-總體市場供需與發展 工業研究院2011年9月
[11]黃可龍、王兆翔、劉素琴 鋰離子電池原理與關鍵技術chapter 3 化學工業出版社 2008年2月
[12]陳柏延、李炤佑、張必聖 鋰離子電池電極材料發展 新新季刊第四十二卷第二期 2014年4月
[13]a)https://kknews.cc/car/v94bz82.html (last accessed at 20170507); b)Y. Zhang, Z. Jiang, J. Huang, L. Y. Lim, W. Li, J. Deng, D. Gong, Y. Tang, Y. Lai, Z. Chen, RSC Adv. 2015, 5, 79479 – 79510.
[14]a)Z. Chen, I. Belharouak, Y. K. Sun, K. Amine, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 959 – 969; b)I. Belharouak, Y. K. Sun , W. Lu, K. Amine J. Electrochem. Soc. 2007 , 154 , A1083 – A1087.
[15]M. Wagemaker, G.J. Kearley, A.A. Well, H. Mutka, F.M. Mulder, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 840 – 848.
[16]D. H. Wang, D. W. Choi, J. Li, Z. G. Yang, Z. M. Nie, R. Kou, D. H. Hu, C. M. Wang, L. V. Saraf, J. G. Zhang, I. A. Aksay, J. Liu ACSnano 2009, 3, 907-914.
[17]https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E4%BA%8C%E6%B0%A7%E5%8C%96%E9%88%A6 (last accessed at 20170807)
[18]鋰離子電池新型負極材料的研究 裴波、郭向峰、周陽寧、李文斌、劉飛 船電技術11期 2016年11月
[19]X. Su, Q. L. Wu , J. C. Li, X. C. Xiao, A. Lott, W. Q. Lu, B. W. Sheldon, J. Wu Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1300882.
[20]S. H. Ng, J. Wang, Z. P. Guo, J. Chen, G. X. Wang, H. K. Liu Electrochimica Acta 2005, 51, 23–28.
[21]K. M. Abraham, S. B. Brummer, J. P. Gabano Lithium Batteries 1963, 371–406. Chap. 14
[22]J. R. Dahn, A. K. Sleigh, H. Shi, B. M. Way, W. J. Weydanz, J. N. Reimers, Q. Zhong, U. Sacken, G. Pistoia Lithium Batteries—New Materials, Development, and Perspectives, edited by G. Pistoia (Elsevier, Amsterdam, 1993) 1994, 1.
[23]J. W. Long, B. Dunn, D. R. Rolison, H. S. White Chem. Rev. 2004, 104, 4463.
[24]P. L. Taberna., S. Mitra, P. Poizot, P. Simon, J. M. Tarascon Nat. Mater. 2006, 5, 567.
[25]S. R. Gowda, A. L. M. Reddy. M. M. Shaijumon, X. B. Zhan, L. J. Ci, P. M. Ajayan Nano Lett. 2011, 11, 101.
[26]C. K. Chan, H. L. Peng, G. Liu, K. McIlwrath, X. F. Zhang, R. A. Huggins, Y. Cui Nat. Nanotech. 2008, 3, 31-35.
[27]J. Y. Huang, L. Zhong, C. M. Wang, J. P. Sullivan, W. Xu, L. Q. Zhang, S. X. Mao, N. S. Hudak, X. H. Liu, A. Subramanian, H. Y. Fan, L. Qi, A. Kushima, J. Li Science 2010, 330, 1515.
[28]H. G. Zhang, X. D. Yu, P. V. Braun Nat. Nanotech. 2011, 6, 277.
[29]L. B. Hu, H. Wu Y., F. Gao, A. Y. Cao, H. B. Li, J. McDough, X. Xie, M. Zhou, Y. Cui Adv. Energy Mater. 2011, 1, 523.
[30]H. Li, J. Wu, Z. M. Wang Silicon-based Nanomaterials 2013 Springer Science & Business Media
[31]https://www.ecopowersupplies.com/(last accessed at 20170509)
[32]C.J. Wen, R.A. Huggins J. Solid State Chem. 1981, 37, 271 -278.
[33]A. R. Armstrong, G. Armstrong, J. Canales, P. G. Bruce J. Power Sources 2005, 146, 501-506.
[34]W. J. H. Borghols, D. Lutzenkirchen-Hecht, U. Haake, E. R. H. van Eck, F. M. Mulder, M. Wagemaker Phys. Chem. Chem. Phys. 2009 ,11 , 5742 – 5748 .
[35]D. Dambournet, I. Belharouak, K. Amine Chem. Mater. 2010, 22, 1173 – 1179.
[36]Sudesh, N. Kumar, S. Das, C. Bernhard, G. D. Varma Supercond. Sci. Technol. 2013, 26, 95008.
[37]B. J. Jiang, C. G. Tian, W. Zhou, J. Q. Wang, Y. Xie, Q. J. Pan, Z. Y. Ren, Y. Z. Dong, D. Fu, J. L. Han, H. G. Fu, Chem. Eur. J. 2011, 17, 8379.
[38]K. Saravanan, K. Ananthanarayanan, P. Balaya Energy Environ. Sci. 2010, 3, 939.
[39]M. Wagemaker, A. P. M. Kentgens and F. M. Mulder Nature 2002, 418, 397.
[40]J. Wang, Y. Zhou, Y. Hu, R. O’Hayre and Z. Shao J. Phys. Chem. C 2011, 115, 2529.
[41]M. Wagemaker, W. J. H. Borghols and F. M. Mulder J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 4323.
[42]Z. Yang, G. Du, Q. Meng, Z. Guo, X. Yu, Z. Chen, T. Guo, R. Zeng J. Mater. Chem. 2012, 22, 5848.
[43]Y. Bae, C. Y. Seong, S. Yoo, S. K. Park, Y. Piao Energy Technol. 2017, 5, 1–9.
[44]Y. Piao Nano Devices and Circuit Techniques for Low-Energy Applications and Energy Harvesting, KAIST Research Series 2016, 229-274.
[45]X. Wang, L. Jiao, K. Sheng, C. Li, L. Dai, G. Shi Sci. Rep. 2013, 3, 1996.
[46]O. K. Park, M. G. Hahm, S. Lee, H. I. Joh, S. I. Na, R. Vajtai, J. H. Lee, B. C. Ku, P. M. Ajayan Nano Lett. 2012, 12, 1789.
[47]K. F. Chiu, H. C. Lin, K. M. Lin, T. Y. Lin, D. T. Shieh, J. Electrochem. Soc 2006, 153, A1038.
[48]K. F. Chiu Thin Solid Films 2007, 515, 4614.
[49]K. F. Chiu J. Electrochem. Soc. 2007, 154, 129.
[50]S. J. An, J. Li, C. Daniel, D. Mohanty, S. Nagpure, D. L. Wood Carbon 2016, 105, 52-76.
[51]W. Li, H. Y, K. Yan, G. Zheng, Z. Liang, Y. Chiang, Yi Cui Nature 2017, 546, 387–390.
[52]呂學隆 全球鋰電池負極材料市場供需現況 工研院IEK 2010年6月
[53]Dilluh Dendritic lithium and battery fires 2013/1
[54]E. Quiroga-González, J. Carstensen, C. Glynn, C. O’Dwyer, H. Föll Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 255–263.
[55]J. Z. Chen, W. Y. Ko, Y. C. Yen, P. H. Chen, K. J. Lin ACS Nano 2012, 6, 6633-6639.
[56]W. Wang, M. Tian, A. Abdulagatov, S. M. George, Y. C. Lee, R. Yang Nano Lett. 2012, 12, 655 −660.
[57]L. Lee, K. Lee, J. Jung, S. Lee, H. Moon J. Power Sources 2004, 130, 241–246.
[58]C. Q. Qu, Y. H. Wang, T. Jiang, X. F. Bie J. Inorg. Mater. 2014, 29, 197-202.
[59]E. Lotfabad, P. Kalisvaart, A. Kohandehghan, K. Cui, M. Kupsta, B. Farbodab, D. Mitlin Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 13646—13657.
[60]E. Lotfabad, P. Kalisvaart, A. Kohandehghan, K. Cui, M. Kupsta, B. Farbodab, D. Mitlin J. Mater. Chem. A 2014, 2, 2504–2516.
[61]S. Ivanov, R. Grieseler, L. Cheng, P. Schaaf, A. Bund J. Electroanal. Chem. 2014, 731, 6–13.
[62]J. K. Ha, G. S. Chauhan, J. H. Ahn, H J. Ahn, K. K. Cho Electrochim. Acta 2016, 215, 674–681.
[63]E. M. Samsudin, S. B. A. Hamid, J. C. Juan, W. J. Basirun, A. E. Kandjani Appl. Surf. Sci. 2015, 359, 883–896.
[64]C. R. Das, H. C. Hsu, S. Dhara, A. K. Bhaduri, B. Raj, L. C. Chen, K. H. Chen, S. K. Albert, A. Raye, Y. Tzeng J. Raman Spectrosc. 2010, 41, 334–339.
電子全文 電子全文(本篇電子全文限研究生所屬學校校內系統及IP範圍內開放)
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top