鋰離子電池負極材料鈷酸鋅的制備及電化學性能研究.pdf

1、鋰離子電池其有能量密度高、循環壽命長、無記憶效應等一系列優點，近年來逐漸成為新能源研究應用領域的主要研究方向之一。電極材料對鋰離子電池的性能有著重要影響，其中過渡金屬氧化物負極材料具有遠高于碳類負極材料的理論容量而成為研究的熱點。
　　尖晶石型鈷酸鹽由于具有較高的放電比容量及熱穩定性，低毒性、低成本等優點而備受人們關注。但其充放電過程中體積變化大、導電性差等缺點制約了其應用和進一步發展。研究表明，通過納米化、形貌調控及元素摻雜等可

2、有效改善上述問題，從而有效提高其電化學性能。
　　本文以ZnCo2O4作為研究對象，以硝酸鋅為鋅源、硝酸鈷為鈷源、尿素為沉淀劑及CTAB為表面活性劑，采用溶劑熱法制備前驅體，再經高溫煅燒制得ZnCo2O4粉體。試驗中，首先對尿素/CTAB比、加熱溫度、保溫時間、煅燒溫度等不同工藝參數用控制變量法進行對比實驗，研究它們對材料結構、形貌及電化學性能的影響，在此基礎上優選出最佳試驗條件，所制備電池經50次循環后的放電比容量仍達261.9

3、mAh/g。
　　對結構中Co位原子進行了Fe元素摻雜，研究不同摻Fe量對材料結構、形貌以及電化學性能的影響。研究表明，Fe摻雜可有效提高電池的循環穩定性，其中ZnCo1.6Fe0.4O4經50次循環后的放電比容量高達296.8mAh/g。
　　鑒于鎳基氧化物具有較高的倍率性能，本文還研究了Ni元素摻雜的影響。對于ZnCo2-xNixO4，當x=0.2時，所制得材料具有較好的循環性能和倍率性能，在電流密度100mA/g下循環