ZnO復合薄膜作為鋰離子電池負極的研究.pdf

1、ZnO薄膜由于導電性不好，脫嵌鋰過程體積效應較大，因此電化學性能不佳。本課題通過ZnO薄膜與其他物質進行復合有效的改善其循環(huán)性能和倍率性能。利用蒲公英形貌的ZnO薄膜制備出兩類ZnO復合薄膜：一類是ZnO薄膜與單質元素C和Cu復合，分別制備出ZnO-C復合薄膜、ZnO-Cu-C復合薄膜；另一類則是 ZnO與四種過渡金屬氧化物（MnO、CoO、 TiO2、 Fe2O3）復合制得 ZnO-MO薄膜。利用XRD、SEM、EDS、TEM、Ram

2、an等測試手段研究復合薄膜的物質組成和微觀形貌，并通過恒流充放電和循環(huán)伏安曲線來研究其電化學性能。
　　ZnO-C復合薄膜在234 mA/g倍率下循環(huán)50次之后脫鋰容量維持在509 mA·h/g，ZnO-Cu-C復合薄膜在234 mA/g倍率下循環(huán)50之后脫鋰容量維持在468 mA·h/g。性能提高原因在于通過復合單質C、Cu，能提高薄膜的電子導電性能，另外復合C能有效緩解體積效應，而復合Cu可以促進Li2O的分解。
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3、二類薄膜通過復合過渡金屬氧化物可以有效的維持結構的穩(wěn)定性。ZnO-MnO-C復合薄膜、ZnO-CoO-C復合薄膜首次放電形成的金屬Mn和Co能促進Li2O分解，前者234 mA/g倍率循環(huán)50次之后脫鋰容量為475.5 mA·h/g，后者234 mA/g倍率循環(huán)50次之后脫鋰容量為533 mA·h/g。ZnO-TiO2-C復合薄膜中TiO2主要是維持結構穩(wěn)定，234 mA/g倍率循環(huán)50次后脫鋰容量有437 mA·h/g。而ZnO-Fe