化學儲能器件主要包括鋰離子電池和超級電容器,而電極材料作為儲能器件的核心,直接決定了儲能器件性能的好壞�，F(xiàn)在商用的儲能器件一般以石墨碳作為電極材料,但石墨碳的比容量較低,發(fā)展受到限制。相較于石墨碳,Co3O4具有較高的理論容量,近幾年逐漸受到人們的關注,但由于Co3O4存在著導電性差、體積膨脹等缺點,導致其循環(huán)穩(wěn)定性差、容量衰減快�；诖�,本論文從納米化的角度出發(fā),對電極材料進行兩個方面的改性研究,一是通過在導電基底上將Co3O4與Sn復合制備出納米線陣列,二是對Co3O4進行碳包覆。增加Co3O4的比表面積和導電性,進而提高比容量,并用于鋰離子電池和超級電容器的電極材料,測試電化學性能,主要內(nèi)容如下:1.Co3O4-Sn電極材料的儲鋰性能研究以鈦箔、銅箔為基底,通過一步水熱法制備出前驅(qū)體,并在氮氣下煅燒得到CO3O4-Sn納米線,并研究不同的Co/Sn 幣例對材料形貌、晶型、電池充放電性能等的影響。結(jié)果表明,在100 mA g-1電流密度下的首次放電比容量及100次循環(huán)后的比容量,在Co/Sn為1:0.4時,鈦箔上為 1422.06 mAh g-1 和 287.67 mAh g-1,... 

【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【圖文】：

圖１－３不同類型超級電容器圖示說明：（ａ）雙電層電容器，（ｂ）贗電容電容器［３５］??－

第二章Ｃｏ３０４－Ｓｎ電極材料的儲鋰性能研宄??２．１．２電極材料的制備??（１）導電基底的清洗??將０．０２?ｍｍ厚的鈦箔切割成２．７?ｃｍ?ｘ?７．２?ｃｍ的長方形，然后將切好的鈦箔放??入大燒杯中，并加入適量的去離子水以及皂液，超聲清洗１０?ｍｉｎ，并用去離子水??沖洗干凈，此步驟可除去鈦箔表面的污漬。隨后鹽酸超聲清洗５?ｍｉｎ，乙醇超聲清??洗５ｍｉｎ，氮氣吹干，除去鈦箔表面的氧化層。最后用膠帶將其中一面覆蓋，以保??留導電接觸面，如圖２－１?（ａ）?（ｂ）所示。同樣的方法，將０．０１?ｍｍ厚的銅箔清洗??后吹干，由于銅箔比較柔軟，需要用膠帶固定在２．５?ｃｍ?ｘ?７．６?ｃｍ的載玻片上。完??成了導電基底的預處理。??圖２－１電極材料的制備示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ．２－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ??（２）電極材料的合成??將?２．３２８?ｇ?Ｃｏ（Ｎ０３）２．６Ｈ２０、０．５９３?ｇＮＨ４Ｆ、２．４０３?ｇ?ＣＯ（ＮＨ２）２?依次溶解在?８０ｍｌ??的去離子水中，室溫下攪拌３０ｍｉｎ，待溶液混合均勻后將反應液移入１００ｍｌ反應??釜中，將導電基底鈦箔斜放置于反應釜內(nèi)，未覆蓋膠帶的有效面朝下，然后將反??應釜置于鼓風干燥箱內(nèi)，在１２０?°Ｃ反應６?ｈ，待時間結(jié)束后自然冷卻。取出樣品，??將負載有前驅(qū)體的鈦箔超聲３０?ｓ，分別用去離子水、乙醇沖洗２－３次，得到Ｃ〇３０４??前驅(qū)體，如圖２－１?（ｃ）所示，然后７０?°Ｃ真空干燥。最后在氮氣條件下，以５?°Ｃ／ｍｉｎ??升溫至５００?°Ｃ，保溫２?ｈ，髙溫分解即可得到最終產(chǎn)物Ｃ〇３

０４－Ｓｎ電極材料的儲鋰性能研宄??０．４－Ｓｎ－ｄｏｐｅｄ?Ｃ〇３〇４?ｏｎ?Ｃｕ?ｆｏｉｌ?１〇１??＇丨?Ｌ．，＿丨一１１ｉ°?Ｊ｜ｒ?２１ｌ５ｉｉ：ＳｎｄＷＪ〇Ｊ??ｉ?ｉ?ｉ?ｔ?ｒ°［ｃｕｆｍ」！??ｊ?丄ＵＪＵ＾Ｊ?ｊ????ＬＬ—ｉ——１??１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０?９０?ｆ〇?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０?９０??２?ｔｈｅｔａ?（ｄｅｇｒｅｅ）?２?Ｔｈｅｔａ?（ｄｅｇｒｅｅ）??圖２－３?ＸＲＤ圖：（ａ〉負載于銅箔上的Ｃｏ３〇４與Ｃｏ３〇４－Ｓｎ材料，??（ｂ）溶液中沉積的Ｃｏ３〇４與Ｃｏ３〇４－Ｓｎ粉末??Ｆｉｇｕｒｅ．２－３?ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎｓ：?（ａ）?Ｃ０３Ｏ４?ａｎｄ?Ｃ０３Ｏ４－Ｓ１１?ｍａｔｅｒｉａｌ?ｏｎ?Ｃｕ?ｆｏｉｌ，??（ｂ）?Ｃ０３Ｏ４?ａｎｄ?Ｃ０３Ｏ４－Ｓ１１?ｐｏｗｄｅｒｓ?ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ?ｉｎ?ｓｏｌｕｔｉｏｎ??圖２－３?（ａ）以銅箔為導電基底，水熱法制備的Ｃｏ３〇４與Ｃｏ３０４－Ｓｎ復合材料的??ＸＲＤ對比圖，從圖中可以看出，Ｃｏ３〇４－Ｓｎ復合材料的ＸＲＤ衍射峰與純的Ｃｏ３〇４??的衍射峰相同，說明，得到的Ｓｎ是同樣是以無定形態(tài)存在的，而Ｃ〇３０４是以晶體??的形式存在，而且峰值很強，表明結(jié)晶性較好［８７］。圖２－３?（ｂ）為未負載在導電基??底上的粉末的ＸＲＤ圖，Ｃｏ３〇４的衍射峰同樣與立方相的Ｃｏ３〇４標準譜（ＪＣＰＤＳ??Ｎｏ．７４－２１２０）?—致，而且Ｓｎ在粉末中是以晶體Ｓｎ〇２的形式存在，與負載于導電??基底上的存在形式不同。??為了分析Ｃ〇３０４－Ｓｎ復合材

【參考文獻】：
博士論文
[1]硅和鍺基納米材料的合成及作為鋰離子電池負極材料的研究[D]. 于敬學.浙江大學 2014



本文編號：3213877