碳復(fù)合鉬基、釩基電極材料的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、二次電池材料經(jīng)過碳復(fù)合后，熊夠提高導(dǎo)電性，緩和電池材料在充放電過程中體積變化引起的粉化，電化學(xué)性能得到提升。Goodenough等人將碳材料與LiFePO4復(fù)合之后，提高了材料的比容量和循環(huán)穩(wěn)定性，使得LiFePO4得以進入商業(yè)應(yīng)用。本論文將碳材料引入Mo，V基電極材料中得到相應(yīng)的碳復(fù)合材料，并研究了復(fù)合材料中碳對材料電化學(xué)性能的影響。經(jīng)過簡單歸納，本論文的主要內(nèi)容有:
　　1.以自制MoO3為Mo源，檸檬酸作為碳源，經(jīng)高溫煅燒合

2、成了三維多孔Mo2C/C復(fù)合材料。由尺寸只有20nm左右的Mo2C/C納米粒子組裝成多孔結(jié)構(gòu)的微米顆粒，能有效快速實現(xiàn)材料內(nèi)部鋰離子和電子的傳輸和儲備，從而使倍率性能和循環(huán)性能都有較大的改善。在電流密度為200 mA g-1時循環(huán)130圈，放電比容量為200 mAh g-1。
　　2.在乙炔氣氛中煅燒水熱制備的前驅(qū)物SnO2/MoO3納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)，合成了SnO2/MoO3/C一維納米復(fù)合材料。通過對不同反應(yīng)時間下前驅(qū)物進行表征，推

3、測并提出了一種可能的形成機理。在SnO2/MoO3納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)中，由于正交相的MoO3的(140)晶面和金紅石型SnO2的(101)晶面間距相近，所以SnO2納米片能夠在MoO3納米帶的邊緣外延生長。隨著水熱反應(yīng)時間的延長，正交相MoO3納米帶緩慢溶解，再以無定形MoO3的形式重新沉淀，最后得到一維的SnO2/MoO3納米棒狀結(jié)構(gòu)，其中沿著一個方向堆疊而成的SnO2納米片均勻分散在無定形的MoO3中。對一維SnO2/MoO3納米材料進行

4、包碳修飾，以提高產(chǎn)物的電化學(xué)性能。該復(fù)合材料在200 mA g-1的電流密度下，充放電120次后的放電比容量仍然超過560 mAh g-1。發(fā)表在英國皇家化學(xué)會雜志Journal ofMaterials Chemistry A上。
　　3.在乙炔氣氛中700℃煅燒Na2CO3，NH4H2PO4和V2O5混合物，合成了Na3V2(PO4)3/C鈉離子正極復(fù)合材料。在反應(yīng)過程中，釩元素從V5+還原到V3+。在1/20 C的倍率，電壓范

5、圍2.5-3.7 V(vs.Na+/Na)下，得到的比容量接近Na3V2(PO4)3的理論容量(118 mAhg-1)。在倍率為1C時，材料循環(huán)300圈后仍然能保持70.9％的充電比容量和69.6％的放電比容量。即使在2C的高倍率下，700圈循環(huán)后材料仍然能夠保持65％的初始比容量(61 mAh g-1)。Na3V2(PO4)3/C復(fù)合材料顯示出優(yōu)異電化學(xué)性能的原因，除了它自身的鈉離子電導(dǎo)率較高以外，主要得益于均勻包覆的碳層可以連接每個