過渡金屬氧化物微-納結(jié)構(gòu)的制備及其作為鋰離子電池負(fù)極材料的性能研究.pdf

1、過渡金屬氧化物作為鋰離子電池的負(fù)極材料，有很高的理論比容量，但是由于其大的體積變化和差的電子導(dǎo)電性，大大地阻礙了它們的實際應(yīng)用。一般認(rèn)為，包覆碳層能夠有效提高鋰離子電池的電化學(xué)性能，這是因為碳層不僅能夠增強(qiáng)導(dǎo)電性，而且能夠有效阻止在充放電過程中由體積變化引起的粉化。另外，制備特殊形貌和多孔結(jié)構(gòu)的納米材料也能有效改善鋰電池的電化學(xué)性能。多孔結(jié)構(gòu)不僅能為電解質(zhì)與電極之間提供大的接觸面積，而且能夠容納充放電過程中發(fā)生的體積膨脹。一維納米結(jié)構(gòu)能

2、夠通過提供一維的鋰離子運(yùn)輸通道和高表面-體積比，來提高材料的電子導(dǎo)電性和擴(kuò)大電極與電解質(zhì)之間的接觸面積。二維結(jié)構(gòu)能夠為快速儲鋰提供理想的框架，縮短鋰離子在嵌入/脫出過程中的路徑。因此本論文選擇通過碳包覆、制備特殊形貌和多孔結(jié)構(gòu)的納米材料來克服以上缺點。
　　1）通過一步共熱解法，制備了核殼結(jié)構(gòu)的ZnO@C納米微球，電化學(xué)測試表明，在100mA g-1的電流密度下，循環(huán)50圈之后，可逆比容量為440 mAh g-1，同時庫侖效率高于

3、98％。
　　2）通過將Cu(OH)2放置在室溫下一定的時間，合成了葉狀介孔結(jié)構(gòu)的CuO。采用循環(huán)伏安和恒電流測試對CuO的電化學(xué)性能進(jìn)行了表征，結(jié)果表明：所制備的CuO電極在500mA g-1下的高可逆容量為694.7mAh g-1，循環(huán)300圈之后，容量保持率穩(wěn)定在99.3%，即使在2000mA g-1的電流密度下，比容量仍可以達(dá)到490.5mAh g-1，高于石墨的理論比容量（372mAh g-1）。
　　3）通過水熱