銀釩氧化物納米陣列的構(gòu)筑及電化學(xué)性能研究.pdf

1、納米陣列結(jié)構(gòu)因其結(jié)構(gòu)的高度有序,除具有一般納米材料的性質(zhì)外,其量子效應(yīng)也更為突出;而且很容易通過電、磁、光等外場(chǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)其性能的控制,成為設(shè)計(jì)納米超微型器件的基礎(chǔ)。銀釩氧化物(SVO)保留著釩氧化物的層狀結(jié)構(gòu),同時(shí)因?yàn)殁C具有多種氧化態(tài)、獨(dú)特的離子特性及電化學(xué)性能,使得銀釩氧化物在鋰離子電池方面有廣闊的應(yīng)用。然而在實(shí)際應(yīng)用巾,銀釩氧化物作為鋰離子電池正極材料也存在著很多缺點(diǎn),例如電導(dǎo)率低、容量衰減快,循環(huán)可逆性差等;本文以銀釩氧化物納米陣列

2、為研究對(duì)象,利用XRD、FESEM、TEM、電池充放電、循環(huán)伏安法、I-V測(cè)試和交流阻抗等現(xiàn)代測(cè)試方法,對(duì)上述納米材料的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了表征與分析。主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:
　　 采用水熱法在不同的基片(玻璃基片、FTO導(dǎo)電基片、ITO導(dǎo)電基片)構(gòu)筑出銀釩氧化物納米陣列結(jié)構(gòu)。研究了反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)源對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的影響,并探究了不同基片對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果顯示,F離子及重力作用對(duì)于銀釩氧化物是否能在基片上生長(zhǎng)扮演了重要角色。同時(shí)放

3、置ITO基片下的產(chǎn)物尺寸更加均一,比表而更大。
　　 對(duì)銀釩氧化物納米陣列進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試。首先利用三電極法對(duì)在導(dǎo)電基片上的銀釩氧化物納米陣列進(jìn)行循環(huán)伏安測(cè)試。結(jié)果顯示,FTO基片與ITO基片上的銀釩氧化物呈現(xiàn)兩種不同趨勢(shì)。隨著循環(huán)次數(shù)的增加,FTO基片下產(chǎn)物的CV曲線面積不斷增大,而ITO基片下的產(chǎn)物則相反。同時(shí)通過這種原位測(cè)試發(fā)現(xiàn),部分β-AgVO3不可逆的轉(zhuǎn)變?yōu)锳g1.92V4O11。此外,對(duì)于陣列化的銀釩氧化物進(jìn)行了恒

4、流充放電測(cè)試,發(fā)現(xiàn)當(dāng)電流密度越小時(shí),其電容值越大。盡管結(jié)果顯示并不是特別良好,但其也拓展了銀釩氧化物的應(yīng)用領(lǐng)域,直接推動(dòng)了陣列化銀釩氧化物器件方向的發(fā)展。
　　 此后將基片上的物質(zhì)剝落組裝成鋰離子電池,進(jìn)行恒流充放電、循環(huán)伏安測(cè)試等,與納米線結(jié)構(gòu)的β-AgVO3相比,本文得到的鳳尾蘭狀β-AgVO3具有更好的循環(huán)穩(wěn)定性,其容量衰減率僅為0.167％。同時(shí)發(fā)現(xiàn),銀釩氧化物其在大電流充放電的條件下,比起小電流充放電其循環(huán)穩(wěn)定性能更加