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文檔簡介
1、由于尖晶石結(jié)構(gòu)的鈷酸鹽具有較高的初始容量,熱穩(wěn)定性、電化學(xué)性能良好,成本低,毒性小等優(yōu)點,有望成為鋰離子電池負極材料的主力軍。本文通過水熱法分別合成出了具有八面體結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)的MnCo2O4顆粒,以及運用類似方法合成的CoFe2O4及其延伸產(chǎn)物,并通過各種表征手段分析,結(jié)果均證明復(fù)合過渡金屬氧化物的電化學(xué)性能優(yōu)異,用來制作鋰離子電池負極材料具有很大潛力,本文具體研究如下:
1、通過簡單的水熱法成功地合成出了MnCo2O4八面
2、體結(jié)構(gòu)材料,晶體粒徑約為500nm。通過對比實驗分析,我們得到化學(xué)勢和前驅(qū)體溶液中離子的運動速度,氧化鈉的用量對產(chǎn)物的最終形貌控制起到重要作用。在電化學(xué)實驗分析中,MnCo2O4八面體結(jié)構(gòu)有很大的初始放電電容量,在0.1和1C的電流密度下,分別可以達到1180mAhg-1和1110mAh g-1。在循環(huán)性能測試中,當電流密度為1.0 C時,50次循環(huán)之后,放電容量下降到380 mAh g-1,但它仍然高于同等情況下的石墨電極。通過電學(xué)性
3、能測試表明八面體結(jié)構(gòu)MnCo2O4可用作鋰電池負極材料,并且具有良好的發(fā)展前景。
2、通過簡單的水熱合成法合成出了層片狀MnCo2O4顆粒,粒徑約為10μm。并通過設(shè)置對比實驗進行分析,對掃描電鏡SEM圖像研究表明尿素的量和反應(yīng)溫度對產(chǎn)物形貌變化有很大影響,通過改變尿素的用量和反應(yīng)溫度我們可以控制產(chǎn)物的形貌。本文還對具有層狀顆粒結(jié)構(gòu)和花狀球結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物進行了電化學(xué)分析,當產(chǎn)物作為鋰離子電池陽極材料時,從充放電曲線可以看出,層狀顆
4、粒結(jié)構(gòu)的MnCo2O4初始電容量高達1840mAh g-1,經(jīng)過50次循環(huán)后仍有710mAh g-1的容量保留。循環(huán)性能測試曲線表明,花狀球結(jié)構(gòu)的MnCo2O4循環(huán)性能略遜于層狀顆粒結(jié)構(gòu)的MnCo2O4。電學(xué)性能分析顯示,具有層狀結(jié)構(gòu)的MnCo2O4是有良好發(fā)展前景的鋰離子電池負極材料。
3、通過無模板水熱法成功合成出了直徑約為200-300nm的CoFe2O4及其延伸產(chǎn)物(MnFe2O4、NiFe2O4)納米球,其中CoFe
5、2O4通過測試其比表面積為87.5m2/g,平均孔徑為27.52nm。當產(chǎn)物做為鋰離子電池的負極材料進行電學(xué)性能測試時,介孔CoFe2O4的初始充放電容量分別為1030mAh/g和612.5mAh/g,并且具有良好的循環(huán)性能,在50次循環(huán)后仍然保留在379mAh/g的穩(wěn)定放電容量。之后我們又合成出MFe2O4(M=Mn和Ni)介孔納米球,并對其進行電學(xué)性能測試,并與CoFe2O4進行了比較。實驗數(shù)據(jù)表明,當循環(huán)50次后,MnFe2O4具
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