三維中空氧化物-高分子膜核殼納米結(jié)構(gòu)電極的構(gòu)建及穩(wěn)定性研究.pdf

1、鋰離子電池已廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備及混合動力汽車，對其性能提出了高倍率、長壽命等要求。金屬氧化物具有較高的理論比容量，有望成為新一代鋰離子電池負極材料。但是金屬氧化物負極在循環(huán)過程中發(fā)生嚴重的體積膨脹，電池循環(huán)性能較差；同時，金屬氧化物電子傳導(dǎo)性較低，大倍率充放電性能差。為了實現(xiàn)長壽命、高倍率的性能要求，電極結(jié)構(gòu)設(shè)計及修飾非常重要。
　　論文從構(gòu)造氧化物三維核殼納米管陣列電極出發(fā)，利用ZnO納米線陣列為模板，制備了SnO2@PP

2、y及Fe2O3@PPy納米管陣列負極。通過SEM、TEM、電化學循環(huán)性能、倍率性能及阻抗性能等測試分析論證了三維核殼納米管陣列負極電化學性能提高的作用機制。納米管具有較大的內(nèi)部空腔，可以通過向內(nèi)部空腔擴張緩解體積膨脹，防止活性材料相互之間的擠壓破壞，改善循環(huán)性能，其中SnO2@PPy納米管陣列負極在100mA g-1條件下進行150次循環(huán)后容量仍高達646mAh g-1，容量保留率為63％，與SnO2納米顆粒負極及未包覆的SnO2納米管

3、陣列負極相比體現(xiàn)出優(yōu)秀的電化學性能。同時納米管管壁較薄，縮短了鋰離子的傳輸距離，有助于電池倍率性能的提高，在5000mA g-1電流密度下，SnO2@PPy納米管陣列負極容量穩(wěn)定在221mA h g-1。在此基礎(chǔ)上進一步研究了Fe2O3@PPy納米陣列結(jié)構(gòu)，制備方法更加簡單，為工業(yè)制備打下基礎(chǔ)，在100mA g-1條件下循環(huán)150次后可逆容量為665mAh g-1，在1600mA g-1電流密度下可逆容量高達333mAh g-1。論文還