金屬氧化物（硫化物）碳纖維復合材料的制備及儲鋰性能研究.pdf

1、近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，人們對能源的需求日益倍增，鋰離子電池由于體積小、質(zhì)量輕、循環(huán)性能好、工作電壓寬、自放電小、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點而受到人們的廣泛關(guān)注。然而鋰離子電池在能量密度和功率密度方面遠遠不能滿足人們的需求，這限制了鋰離子電池應(yīng)用。因此，目前解決這一問題較為有效的方法是在導電基底上生長納米材料。本文采用水熱法在碳纖維上成功生長不同種類的過渡金屬氧化物（硫化物），探究它們作為鋰離子電池負極材料的優(yōu)勢。研究內(nèi)容包括以下幾點

2、:
　　(1)通過水熱反應(yīng)和后續(xù)的熱處理成功在碳纖維上制備了NiCo2O4納米線，并將其直接應(yīng)用在鋰離子電池的負極材料中，NiCo2O4/碳纖維復合材料在200mAg-1電流密度循環(huán)時，表現(xiàn)出很高的容量(1408.4mAhg-1)，同時還具有較好的循環(huán)穩(wěn)定性，循環(huán)53次后的容量為913mAhg-1。研究結(jié)果表明NiCo2O4/碳纖維復合材料具有較大的比表面積。
　　(2)采用溶劑法在碳纖維上生長了Ni-Co前驅(qū)體納米針，隨后

3、經(jīng)過熱處理獲得NiO-CoO/碳纖維納米刷復合材料，并進一步深入研究了NiO-CoO/碳纖維納米刷復合材料的生長機制。NiO-CoO/碳纖維納米刷表現(xiàn)出良好的電化學性能，因此被用作鋰離子電池的負極材料。NiO-CoO/碳纖維納米刷可逆比容量為692mAhg-1，在200mAg-1電流密度下循環(huán)200次后，其比容量達到801mAhg-1，該電極材料具有優(yōu)秀的倍率性能。這主要歸咎于NiO-CoO/碳纖維納米刷獨特的微納結(jié)構(gòu)，即較好的電子導電

4、碳纖維形成了良好的導電網(wǎng)絡(luò)，NiO-CoO納米針直接生長在碳纖維表面上可避免團聚和結(jié)構(gòu)坍塌，同時納米尺寸的電極材料縮短了離子遷移的距離，多重效應(yīng)的綜合作用使NiO-CoO/碳纖維納米刷電極材料發(fā)揮出良好的儲鋰性能。
　　(3)采用簡單可行的水熱法在碳纖維上合成MoS2納米片，并將其作為鋰離子電池負極材料來研究進一步研究MoS2/碳纖維復合材料的電化學性能，該電極材料具有較高的容量743.43mAhg-1（電流密度為200mAg-1