鋰離子電池NiO負(fù)極材料的性能優(yōu)化研究.pdf

1、　　本論文主要是研究NiO作為鋰離子電池負(fù)極材料的性能優(yōu)化研究。根據(jù)納米化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和復(fù)合化的思路優(yōu)化NiO的電化學(xué)性能。根據(jù)納米化制備N(xiāo)iO納米顆粒、NiO納米片,結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)得到NiO/Ni復(fù)合結(jié)構(gòu),復(fù)合化制備N(xiāo)iO/天然石墨的復(fù)合材料,以提高NiO負(fù)極材料的性能。
　　納米顆粒的電化學(xué)性能不佳,納米片的性能較好。合成的納米片平均尺寸大約為2μm,厚度為20nm。通過(guò)傳統(tǒng)的電化學(xué)測(cè)試,NiO納米片作為鋰離子電池負(fù)極材料

2、在100mA/g電流密度下,首次展現(xiàn)出1213mAh.g-1的放電容量和902mAh.g-1的充電容量。循環(huán)50次后,充放電容量分別為990和1015mAh.g-1。在800mA/g電流密度下,首次的充放電容量為 541 和749 mAh.g-1 ,循環(huán)50 次后容量維持在 567 和578mAh.g-1。
　　通過(guò)兩步法制備N(xiāo)iO/Ni復(fù)合結(jié)構(gòu),首先利用化學(xué)浴的方法在泡沫鎳上沉積生長(zhǎng)Ni(OH)2,隨后在空氣中350℃煅燒得

3、到NiO/Ni復(fù)合結(jié)構(gòu)。NiO電極展現(xiàn)了很好的容量和高的倍率性能。首次的充放電容量為1.36和1.94mAh.cm-2,在0.4C電流密度下循環(huán)140次容量維持在1.38和1.41mAh.cm-2,即使在2.5C的高倍率下容量還能維持0.2C時(shí)的70%。當(dāng)倍率轉(zhuǎn)回0.2C時(shí),容量緩慢恢復(fù)到原來(lái)容量的105%。在泡沫鎳上嫁接生長(zhǎng)NiO形成的NiO/Ni復(fù)合結(jié)構(gòu)具有良好的電化學(xué)性能歸因于在循環(huán)過(guò)程中泡沫鎳基體存在的多孔結(jié)構(gòu)對(duì)活性物質(zhì)團(tuán)聚的抑

4、制效果。
　　天然石墨比其它碳材料具有儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉、良好的導(dǎo)電性和優(yōu)異的儲(chǔ)鋰性能,因此天然石墨與NiO混合得到NiO/天然石墨的復(fù)合材料,可以改善電極材料的電化學(xué)性能。通過(guò)傳統(tǒng)的電化學(xué)性能測(cè)試得到復(fù)合材料在0.15C的電流密度下,首次的充放電容量478和630mAh.g-1,循環(huán)100次后容量維持在522和532mAh.g-1。從0.25C 到 2.5C 的變倍率測(cè)試下循環(huán) 40 次,在 0.25C 時(shí)首次放電容量為 5