鈷氧化物的制備及在鋰離子電池負(fù)極材料上的應(yīng)用.pdf

1、目前，可充電鋰離子電池的研究備受關(guān)注，其中電池的負(fù)極材料得到了廣泛的研究以提高鋰離子電池的性能。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，在鋰離子電池充放電的過(guò)程中，由于電極材料的團(tuán)聚、粉碎等因素造成容量的衰減和差的倍率性能。本文主要對(duì)鈷氧化物作為電池負(fù)極材料對(duì)電池性能的改善進(jìn)行了研究。本文將材料構(gòu)造成多孔結(jié)構(gòu)，對(duì)材料進(jìn)行碳包覆和石墨烯復(fù)合，在一定程度上改善電池的性能。主要內(nèi)容如下:
　　(1)以CoCl2·6H2O和(NH4)2C2O4為原材料，經(jīng)水熱反應(yīng)得

2、到草酸鈷前驅(qū)體，在空氣中煅燒成功得到新穎的多孔狀Co3O4多面體。將得到的材料分別利用XRD、SEM和TEM對(duì)其進(jìn)行了物相、形貌和結(jié)構(gòu)分析，BET方法測(cè)試了其比表面積。組裝成扣電測(cè)定了其電化學(xué)性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:所制備的多孔狀Co3O4在50 mA/g電流密度下進(jìn)行充放電，首次放電比容量可達(dá)1546mAh/g，在45次放電之后，電容量可保持在432mAh/g，優(yōu)于塊體材料的比容量。改善的電化學(xué)性能可歸結(jié)于其獨(dú)特的孔狀結(jié)構(gòu)，為其體積改變提

3、供了空間，為L(zhǎng)i+的快速擴(kuò)散提供了途徑。
　　(2)將已經(jīng)制備成功的多孔Co3O4多面體浸漬在一定濃度的蔗糖溶液中，在烘箱中干燥完畢后，于Ar氣保護(hù)下高溫煅燒得到碳包覆的CoO/C復(fù)合物。XRD測(cè)試表明在高溫煅燒下，蔗糖作為還原劑將Co3O4還原成CoO晶體，只有極少量的Co3O4未還原。SEM測(cè)定了其形貌，TEM測(cè)試未能明顯發(fā)現(xiàn)其表面的碳，后經(jīng)元素分析方法測(cè)試碳的含量大約為3.9wt％。BET方法測(cè)試了其比表面積為47.2m2/

4、g。組裝電池測(cè)試了其電池性能，測(cè)試結(jié)果表明:在100mA/g條件下進(jìn)行循環(huán)測(cè)試，首次放電量為1025mAh/g，測(cè)試50圈后仍有521mAh/g可逆電容量。同時(shí)也得到了高于99％的庫(kù)倫效率和好的倍率性能。
　　(3)用CoCl2·6H2O，NaOH和制備好的氧化石墨在微波條件下首先制備出 Co(OH)2/石墨烯，洗滌干燥后在惰性氣體Ar保護(hù)下，于管式爐里燒2h得到了Co3O4/石墨烯的復(fù)合材料。XRD測(cè)試表明其為立方晶相，在SEM