過(guò)渡金屬氧化物的制備及其儲(chǔ)鋰性能研究.pdf

1、鋰離子電池因具有能量密度大、工作電壓高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電率低、安全性能好等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越多地應(yīng)用于便攜式消費(fèi)性電子產(chǎn)品、醫(yī)療器械、電動(dòng)汽車(chē)、航天航空及國(guó)防工業(yè)等領(lǐng)域。然而，傳統(tǒng)的鋰離子電池已不能滿(mǎn)足人們對(duì)移動(dòng)電源的需求，研究具有更高能量密度和功率密度、更佳倍率性能和安全穩(wěn)定特性的鋰離子電池成為二次電池研究領(lǐng)域的主要方向之一，而研發(fā)具有優(yōu)異電化學(xué)性能的鋰離子電池正極和負(fù)極材料成為該研究方向的核心內(nèi)容。
　　過(guò)渡金屬氧化物由于具有特殊

2、的儲(chǔ)鋰機(jī)制，其理論容量遠(yuǎn)超過(guò)目前商用石墨材料，已成為頗具發(fā)展前景的鋰離子電池負(fù)極材料。在本論文中，我們利用水熱法和溶劑熱法制備出了具有特殊納米形貌的鎳基和鐵基氧化物材料，并作為鋰離子電池負(fù)極材料對(duì)它們電化學(xué)儲(chǔ)鋰性能進(jìn)行了研究和分析。
　　首先利用簡(jiǎn)單的水熱法并結(jié)合后續(xù)熱處理在泡沫鎳上原位生長(zhǎng)了納米錐狀氧化鎳陣列，并對(duì)它們的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征，作為鋰離子電池陽(yáng)極對(duì)它們的電化學(xué)儲(chǔ)鋰性能進(jìn)行了測(cè)試分析。研究表明，納米錐狀氧化鎳電極有優(yōu)

3、異的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能，當(dāng)電流密度為0.5C時(shí)，循環(huán)120次后電極的可逆容量高達(dá)969mAh g-1。在10C的大電流密度下循環(huán)，容量仍保持在605.9mAh g-1。分析表明，錐狀氧化鎳電極之所以具有優(yōu)異的電化學(xué)性能主要是因?yàn)樗鼈兯哂械莫?dú)特的三維納米結(jié)構(gòu)。
　　其次以二茂鐵作為鐵源和碳源，通過(guò)一步溶劑熱法制備出碳包覆的核殼結(jié)構(gòu)Fe3O4@C納米球，對(duì)其形貌、結(jié)構(gòu)和鋰離子電池電極性能進(jìn)行了測(cè)試分析。實(shí)驗(yàn)表明，核殼結(jié)構(gòu)Fe3O4