金屬氧化物微-納米結(jié)構(gòu)的合成、表征及其在鋰離子電池中的應用研究.pdf

1、金屬氧化物納米材料具有獨特的物理化學性質(zhì)，其在光電器件、傳感器、催化、磁學和鋰離子電池等領域有廣泛的應用前景。納米材料的結(jié)構(gòu)和形貌對其性能有重要的影響。發(fā)展新的合成方法，探索其生長機制，對于系統(tǒng)研究納米材料結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)具有重要的意義。本文設計了一系列合成CoO、CuO、 Cr2O3、SnO2及其復合材料的新方法，詳細探討了部分材料的反應機理，檢測了它們在鋰離子電池中的電化學性能。通過大量的探索和實驗，取得了一些有意義的

2、成果。
　　1、設計了一種水熱法合成SnO2納米棒束花的新方法。利用X射線衍射儀、場發(fā)射掃描電鏡、透射電子顯微鏡檢測儀器詳細研究了SnO2納米棒束花的新穎結(jié)構(gòu)。檢測結(jié)果顯示納米棒束花是由四方狀的納米棒組成，棒的尺寸大小可以通過改變SnCl4濃度來調(diào)控。在詳細分析實驗結(jié)果的基礎上，提出了SnO2納米棒束花的形成機理。電化學測試表明SnO2納米棒束花具有良好的儲鋰容量和循環(huán)性能，0.1C時循環(huán)充放電40次后，放電容量保持在694 mA

3、h g-1。
　　2、發(fā)展了一種制備疏松結(jié)構(gòu)SnO2納米球的水熱-分解新路線。通過熱重分析檢測研究了整個分解過程。疏松結(jié)構(gòu)SnO2納米球直徑為300 nm左右，是由粒徑26 nm左右的粒子自組裝而成。疏松結(jié)構(gòu)SnO2納米球的首次放電容量為1520 mAhg-1，充電容量為724 mAhg-1，循環(huán)充放電30次后容量保持在522mAh g-1。得益于疏松結(jié)構(gòu)，SnO2納米球具有較大的儲鋰容量和較好的循環(huán)性能。
　　3、采用葡萄

4、糖為碳原，在150℃下水熱反應10小時后制備了單分散性好的納米SnO2-C復合材料。對其進行詳細表征，結(jié)果證實SnO2納米粒子均勻地分散在無定型碳中。電化學檢測表明，這種納米SnO2-C復合材料首次放電容量為1321 mAh g-1，充電容量為735 mAhg-1，循環(huán)充放電60次后充電容量是486 mAh g-1，循環(huán)性能比較好。
　　4、設計了一種通過溶劑熱法合成CoO實心納米球的新方法。其反應溫度低，操作簡單，適合于工業(yè)應用

5、。通過對樣品的各種檢測證實，制備的樣品是高純CoO實心納米球，其直徑為100～300nm。探討了油酸的用量對CoO實心納米球形貌的影響，提出了可能的形成機理。在0.1C時，CoO實心納米球首次放電容量和充電容量分別為1598mAhg-1和905mAhg-1。
　　5、以SiO2納米球為模板，設計了一條合成CoO空心納米球的新路線。詳細闡述了CoO空心納米球的形成機理。通過恒電流充放電實驗證實，在電流密度0.1C時，CoO空心納米球

6、首次放電容量是1640 mAh g-1，并且CoO空心納米球的循環(huán)性能比CoO實心納米球更好。
　　6、發(fā)展了一條制備CuO納米粒子和多孔微米球的水熱合成新路線。詳細分析了pH值和十二烷基苯磺酸鈉用量對CuO多孔微米球形貌的影響。檢測發(fā)現(xiàn)CuO納米粒子和CuO多孔微米球的首次充電容量分別為475mAhg-1和564mAhg-1，循環(huán)充放電30次后，其充電容量分別為272mAhg-1和477 mAh g-1。
　　7、通過水熱