新型鋰離子電池負極材料CuCrO2及其復合物的制備及性能研究.pdf

1、銅鐵礦氧化物廣泛應用于光電工業(yè)和催化工業(yè)。作為金屬氧化物材料,依據(jù)氧化還原機理,鉻銅氧化物CuCrO2可以與4倍的Li發(fā)生氧化還原反應,理論嵌鋰容量可達726mAh·g-1,是一種非常有潛力的鋰離子電池負極材料。本文通過XRD、SEM、TEM等表征方法和充放電循環(huán)、循環(huán)伏安和交流阻抗等測試手段,首次將CuCrO2作為鋰離子電池負極材料進行了可行性研究。
　　首先研究了合成路線對CuCrO2的性能的影響,發(fā)現(xiàn)溶膠-凝膠法制備的CuC

2、rO2為微米級顆粒,50次放電循環(huán)后容量僅為210mAh·g-1,碳包覆可以有效提高其電化學性能,1C倍率下放電容量保持為296mAh·g-1;而水熱法制備的納米級CuCrO2,均勻性好,循環(huán)性能良好,經(jīng)過150次循環(huán)容量保持為304mAh·g-1。加入碳納米管(CNTs)提高CuCrO2的導電性,同時通過其一維管狀結(jié)構(gòu)限域作用為CuCrO2的體積膨脹提供緩沖,穩(wěn)定了電極的結(jié)構(gòu),有效地提高了CuCrO2的電化學性能,經(jīng)過50次循環(huán)容量保

3、持為435mAh·g-1。
　　CNTs和石墨烯(GNS)具有良好的導電性、巨大的比表面積和優(yōu)異的機械性能,將CuCrO2分別與CNTs、GNS復合,采用水熱法原位生長制備CuCrO2/CNTs和CuCrO2/GNS兩種納米復合材料。結(jié)果顯示CuCrO2/CNTs經(jīng)過70次循環(huán)容量保持為740mAh·g-1(0.2C),具有比較高的容量。采用1C倍率放電,經(jīng)過50次循環(huán)容量保持為530mAh·g-1,具有良好的倍率性能,且電極結(jié)構(gòu)