過渡金屬氧化物負極材料的制備和性能研究.pdf

1、鋰離子電池擁有能量密度高、無記憶效應、循環壽命長等特點，被廣泛應用。信息終端產品和新能源汽車產業的蓬勃發展離不開更高性能鋰離子電池的支持，開發具有優良綜合性能的負極材料是提升鋰離子電池性能的重要方式之一。過渡金屬氧化物的理論比容量高于商業用石墨負極，有望實現高能量密度電池。但高能量密度往往伴隨著導電性差、體積變化大的問題，限制了此類材料的實際應用。數據表明，通過納米化、復合化和結構控制等方法可改善過渡金屬氧化物的儲鋰性能。本文通過合成工

2、藝的設計和優化，制備了具有特殊結構的過渡金屬氧化物及復合物，并研究了其電化學性能。主要研究內容如下：
　?。?）采用乙醇/水混合溶劑熱法，在較低溫度下制備了氧化鎳前驅體堿式碳酸鎳，不同乙醇/水體積比得到的前驅體形貌差異較大，經試驗得到最優體積比為1:1。再結合熱分解制備了由片層組成的NiO中空微球。表征結果顯示NiO由納米片組裝而成，具有中空結構，且具有較大的比表面積（101.84m2/g）。電化學性能測試結果顯示，在100mA/

3、g的電流密度下，100次循環后比容量保持在415mAh/g，且具有較好的倍率性能。
　?。?）采用簡單的一步水熱法和進一步的熱分解制備了花球狀NiO/ZnO復合材料。表征結果顯示NiO/ZnO是由納米片組裝而成，呈花球狀，具有較大的比表面積（82.41m2/g）。電化學性能測試結果表明，NiO/ZnO復合材料的性能優于純NiO和純ZnO負極材料，在100mA/g的電流密度下，50次循環后比容量穩定在508mAh/g，高于純NiO和

4、純ZnO的值（427mAh/g和269mAh/g）。
　?。?）采用水熱法制備了Co3O4亞微米球，并通過St?ber法在Co3O4亞微米球表面包覆SiO2，然后通過葡萄糖碳化的方式在SiO2表面包覆碳層。最后用氫氧化鈉溶液將SiO2層去除，得到了蛋黃-蛋殼型Co3O4@C。表征結果顯示，實驗成功制備了具有蛋黃-蛋殼結構的Co3O4@C復合材料，其中碳的質量百分含量為10.5％。蛋黃-蛋殼結構可以有效地緩沖在充放電時Co3O4@C