發(fā)布時(shí)間：2020-06-29 15:16

【摘要】：隨著能量?jī)?chǔ)存與轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的快速發(fā)展及新型節(jié)能電器的廣泛應(yīng)用,動(dòng)力鋰離子電池受到了空前的關(guān)注。尋找高容量、長(zhǎng)壽命及高倍率負(fù)極材料并實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易制備是動(dòng)力鋰離子電池進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。過(guò)渡金屬氧化物一方面具有高的理論容量,物相結(jié)構(gòu)多樣,且易于得到獨(dú)特形貌的納微結(jié)構(gòu);同時(shí),來(lái)源廣泛,成本較低,對(duì)環(huán)境友好,是一類非常有發(fā)展前途的下一代高比能量鋰離子電池負(fù)極材料。但其仍然存在導(dǎo)電性差及充放電過(guò)程中體積膨脹的問(wèn)題。為解決這兩個(gè)科學(xué)問(wèn)題,進(jìn)一步改善其電化學(xué)性能,本項(xiàng)工作主要研究過(guò)渡金屬(Cu,Sn,Fe)基氧化物電極材料的設(shè)計(jì)合成及儲(chǔ)鋰性能,具體內(nèi)容如下:(1)通過(guò)水熱法直接合成CuO納米片。將其作為作為鋰離子電池負(fù)極材料,在電流密度為50 mA g~(-1)時(shí)的比容量達(dá)到492 mAh g~(-1);在經(jīng)過(guò)較高倍率充放電后,CuO納米片電極的容量幾乎沒(méi)有衰減,在80圈時(shí)仍然保持有467.6 mAh g~(-1)的可逆比容量;表現(xiàn)出優(yōu)良的電化學(xué)性能。(2)通過(guò)在氮?dú)庵徐褵鼵oSn(OH)_6@ZnSn(OH)_6前驅(qū)體,得到無(wú)定型的CoSnO_3@ZnSnO_3立方塊復(fù)合材料。作為負(fù)極材料應(yīng)用于鋰離子電池,在100 mA g~(-1)的電流密度下,CoSnO_3@ZnSnO_3首次放電容量高達(dá)2287.1 mAh g~(-1),循環(huán)100圈后保持有613 mAh g~(-1)的比容量。該材料高的首圈放電容量和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性主要?dú)w因于CoSnO_3@ZnSnO_3活性位點(diǎn)的增多及多組分之間的協(xié)同作用。(3)通過(guò)在空氣中煅燒MIL-88A前驅(qū)體,得到碳包裹的中空納米紡錘形Fe_2O_3復(fù)合材料。用作鋰離子電池負(fù)極,在200 mA g~(-1)的電流密度下循環(huán)200圈后,可逆比容量達(dá)到1207 mAh g~(-1),在1000 mA g~(-1)的高電流密度下循環(huán)500圈后的仍能保持961.5mAh g~(-1)可逆比容量。該材料表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能和循環(huán)性能,主要是由于:碳的包裹使得材料的導(dǎo)電性得到改善,也緩解了充放電過(guò)程中體積變化帶來(lái)的機(jī)械應(yīng)力。(4)通過(guò)在氮?dú)庵徐褵齅IL-88A前驅(qū)體,得到碳摻雜的不同相態(tài)的Fe_2O_3納米雙錐體復(fù)合材料。將制備的材料分別用作鋰離子電池負(fù)極,αγ-Fe_2O_3@C表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能,在200 mA g~(-1)的電流密度下循環(huán)50圈后,αγ-Fe_2O_3@C可逆比容量達(dá)到875.5mAh g~(-1),在1000 mA g~(-1)的高電流密度下循環(huán)150圈后的容量保持有631.6 mAh g~(-1)可逆比容量。優(yōu)異的電化學(xué)性能主要得益于電極材料在充放電過(guò)程中衍生的FeOx@C納米片。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB33;TM912

【參考文獻(xiàn)】

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1 褚衍婷;過(guò)渡金屬氧化物復(fù)合微納結(jié)構(gòu)的可控制備及電化學(xué)性能研究[D];山東大學(xué);2017年

本文編號(hào)：2734024