鋰離子電池ZnFe2O4負極材料制備及其改性研究.pdf

1、作為鋰離子電池負極材料,ZnFe2O4較一般過渡金屬氧化物具有更高的理論容量(1000.5mAh/g)和較低的脫嵌鋰平臺,因而越來越受到研究者關注。但是ZnFe2O4仍存在循環(huán)性能和倍率性能都較差的缺陷,這主要是由材料導電性差及在充放電過程中體積變化所引起。解決上述問題的辦法主要有:(1)摻雜、包覆導電性物質(zhì);(2)設計合理的形貌結構。本文通過前驅體熱解法制備核-殼結構ZnFe2O4/C納米復合材料及通過聚多巴胺(PDA)包覆及復合氧化

2、石墨(GO)的方式制備ZnFe2O4@C/G來提高ZnFe2O4電化學性能。
　　通過對苯二甲酸前驅體熱解法制備ZnFe2O4/C納米復合材料,掃描電鏡和透射電鏡表明所制備材料為100-200nm的核-殼結構,殼層厚度10-30nm,TG測試表明碳含量為42wt％。該材料在電流密度232mA/g下,首次嵌脫鋰容量分別為1256mAh/g和809mAh/g,首次庫倫效率為64.4%,30次后仍具有721mAh/g的可逆容量,容量保持

3、率為89.1%,并且具有較好的倍率性能,2C(1C=928mA/g)下仍具有500mAh/g的可逆容量。
　　利用多巴胺的自聚合特性制備ZnFe2O4@PDA,再將ZnFe2O4@PDA與氧化石墨組裝在一起,燒結后得到ZnFe2O4@C/G,經(jīng)表征ZnFe2O4粒徑為200-400nm,表面包覆一層厚度約20nm的碳層。ZnFe2O4@C/G具有較優(yōu)異的電化學性能,在電流密度232mA/g(0.25C)下,首次脫鋰容量為749mA