鎳、錳化合物微納米材料的合成及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、本論文合成出了幾種鎳基和錳基鋰離子電池負(fù)極材料，并對(duì)它們的鋰離子電池性能進(jìn)行了研究。利用熱沉積法合成出了不同形貌的NiO微納米結(jié)構(gòu)，并對(duì)比研究了它們的電化學(xué)性能；在室溫條件下通過共沉淀法合成出了MnCO3孿球結(jié)構(gòu)，然后對(duì)其電化學(xué)性能進(jìn)行了初步研究；用熱沉積法合成出了MnO紡錘體及孿球形貌，并研究了不同形貌的電化學(xué)性能。本論文的具體研究內(nèi)容如下：
　　 1.首先在L-脯氨酸的輔助下，在180℃的水熱條件下通過使用不同的沉淀劑控制合

2、成出了β-Ni(OH)2花狀微球及三角片。然后對(duì)其在350℃下進(jìn)行熱處理合成出了由厚度為15nm，寬度為110nm的納米三角片組成的直徑約為1-2μm的NiO花狀微球及三角片。二者的BET比表面積分別是80.1m2.g-1和33.4m2.g-1。研究了NiO對(duì)CO氧化的催化活性，對(duì)NiO花狀微球及三角片而言，CO開始被氧化的溫度分別是130℃和160℃。將合成的NiO用作鋰離子電池負(fù)極材料時(shí)，NiO花狀微球和三角片的首次放電容量分別是1

3、227mAh.g-1和1105mAh.g-1,50次循環(huán)之后的放電容量分別是687mAh.g-1及651mAh.g-1。NiO花狀微球比三角片有著好的催化活性及電化學(xué)性能，可能是與其高的比表面積有關(guān)。
　　 2.通過簡單的水熱方法，在150℃下合成出了α-Ni(OH)2牡丹花狀結(jié)構(gòu)。通過對(duì)合成出來的α-Ni(OH)2前驅(qū)體在350℃下進(jìn)行熱處理，合成出了帶有納米孔的NiO牡丹花狀結(jié)構(gòu)。將其組裝成了鋰離子電池進(jìn)行了測(cè)試，它在500

4、mA.g-1電流密度下的首次放電容量超過了2000mAh·g-1,20次之后的容量仍然為639.1mAh·g-1。
　　 3.在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的輔助下，在室溫條件下通過共沉淀法合成了MnCO3孿球。孿球具有粗糙的表面結(jié)構(gòu)，是由很多20nm左右的納米級(jí)的顆粒組成的。通過調(diào)整反應(yīng)時(shí)間以及PVP的含量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)其尺寸的控制。對(duì)MnCO3孿球的鋰離子電池性能進(jìn)行了研究，表明在500mA-g-1的電流密度下，其初始放電容量高達(dá)1

5、650mAh.g-1，在200次循環(huán)之后，其放電容量為193mAh.g-1。
　　 4.利用熱分解法在600℃下合成了MnO紡錘體和孿球，二者的尺寸都為1μm左右，BET比表面積分別為34.3m2.g-1和3.2m2.g-1。將它們用于鋰離子電池負(fù)極材料，研究了形貌對(duì)電化學(xué)性質(zhì)的影響，MnO紡錘體和孿球首次放電容量分別是1619mAh-g-1和1001mAh.g-1,25次循環(huán)之后的放電容量分別是442mAh·g-1及258mA