過渡金屬氧化物微-納結構的制備及其作為鋰離子電池負極材料的性能研究.pdf

1、過渡金屬氧化物作為鋰離子電池的負極材料，有很高的理論比容量，但是由于其大的體積變化和差的電子導電性，大大地阻礙了它們的實際應用。一般認為，包覆碳層能夠有效提高鋰離子電池的電化學性能，這是因為碳層不僅能夠增強導電性，而且能夠有效阻止在充放電過程中由體積變化引起的粉化。另外，制備特殊形貌和多孔結構的納米材料也能有效改善鋰電池的電化學性能。多孔結構不僅能為電解質(zhì)與電極之間提供大的接觸面積，而且能夠容納充放電過程中發(fā)生的體積膨脹。一維納米結構能

2、夠通過提供一維的鋰離子運輸通道和高表面-體積比，來提高材料的電子導電性和擴大電極與電解質(zhì)之間的接觸面積。二維結構能夠為快速儲鋰提供理想的框架，縮短鋰離子在嵌入/脫出過程中的路徑。因此本論文選擇通過碳包覆、制備特殊形貌和多孔結構的納米材料來克服以上缺點。
　　1）通過一步共熱解法，制備了核殼結構的ZnO@C納米微球，電化學測試表明，在100mA g-1的電流密度下，循環(huán)50圈之后，可逆比容量為440 mAh g-1，同時庫侖效率高于

3、98％。
　　2）通過將Cu(OH)2放置在室溫下一定的時間，合成了葉狀介孔結構的CuO。采用循環(huán)伏安和恒電流測試對CuO的電化學性能進行了表征，結果表明：所制備的CuO電極在500mA g-1下的高可逆容量為694.7mAh g-1，循環(huán)300圈之后，容量保持率穩(wěn)定在99.3%，即使在2000mA g-1的電流密度下，比容量仍可以達到490.5mAh g-1，高于石墨的理論比容量（372mAh g-1）。
　　3）通過水熱