過(guò)渡族金屬化合物原位生長(zhǎng)及其在鋰離子電池中的應(yīng)用.pdf

1、基于特殊的氧化/還原機(jī)理，過(guò)渡族金屬化合物作為鋰離子電池負(fù)極具有較高理論容量(500~1000 mAh g-1)，在鋰離子電池中有潛在的應(yīng)用價(jià)值。但是，過(guò)渡族金屬化合物電子電導(dǎo)率較低，且在循環(huán)過(guò)程中會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞，從而導(dǎo)致其電化學(xué)性能不理想。增強(qiáng)其電化學(xué)性能的關(guān)鍵在于提升其電子電導(dǎo)率及保持其循環(huán)過(guò)程中的結(jié)構(gòu)完整性。三維多孔泡沫金屬良好的導(dǎo)電性及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，用作過(guò)渡族金屬化合物的復(fù)合基體可顯著改善其電化學(xué)性能。本論文采用泡沫鎳、銅為基體，

2、原位生長(zhǎng)過(guò)渡族金屬化合物，以其作為無(wú)粘接劑鋰離子電池負(fù)極的電化學(xué)性能及影響電化學(xué)性能的內(nèi)在機(jī)理進(jìn)行了研究。研究結(jié)果如下：
　　以泡沫鎳為基體，通過(guò)水熱及后續(xù)熱處理工藝，成功制備了NiO/Ni及Li3VO4/Ni復(fù)合結(jié)構(gòu)。對(duì)NiO/Ni電化學(xué)性能研究表明：在0.15 C電流條件下，經(jīng)100次循環(huán)后充、放電容量分別為721和704 mAh g-1；經(jīng)0.06~10 C、60次循環(huán)后，當(dāng)電流密度恢復(fù)為0.06 C，放電容量可達(dá)745 m

3、Ah g-1。NiO/Ni優(yōu)異的電化學(xué)性能來(lái)源于其在循環(huán)過(guò)程中發(fā)生了電化學(xué)活化及電化學(xué)重構(gòu)，形成了新的多孔結(jié)構(gòu)。Li3VO4/Ni在0.3 C電流條件下，經(jīng)100次循環(huán)后充、放電容量分別為378和379 mAh g-1；經(jīng)過(guò)50次0.4~15 C倍率循環(huán)后，當(dāng)電流恢復(fù)至0.4 C，放電容量可恢復(fù)至404 mAh g-1。Li3VO4/Ni優(yōu)異電化學(xué)性能來(lái)源于其循環(huán)過(guò)程中形成了由納米顆粒構(gòu)成的特殊形貌。
　　以泡沫銅為基體，采用熱氧

4、化法、水熱法及低溫硫化法分別制備了CuхO/Cu(x=1,2)、Cu2O/Cu及Cu2S/Cu復(fù)合結(jié)構(gòu)，以其作為鋰離子電池負(fù)極顯示了優(yōu)異的電化學(xué)性能。CuхO/Cu(x=1,2)經(jīng)0.2~12 C、50次循環(huán)后，當(dāng)電流恢復(fù)至0.2 C，容量保持率為104％；CuхO/Cu優(yōu)異的電化學(xué)性能與其循環(huán)過(guò)程中發(fā)生了電化學(xué)活化及電化學(xué)重構(gòu)有關(guān)，形成了特殊的多孔結(jié)構(gòu)。Cu2O/Cu在經(jīng)0.2~35 C、60次循環(huán)之后，當(dāng)電流恢復(fù)至0.2 C，容量保