金屬氧化物與納米FeSn-,2-作為鋰離子電池負(fù)極材料的研究.pdf

1、隨著各種移動式電子設(shè)備以及電動汽車、混合動力汽車的發(fā)展,對為其提供能量的鋰離子電池性能提出了更高的要求.傳統(tǒng)的碳系負(fù)極材料在比容量、比能量等方面都已經(jīng)不能滿足下一代新型鋰離子電池負(fù)極材料的需要,因此需要開發(fā)新型非碳負(fù)極材料以滿足未來需求.本文針對作為鋰離子電池負(fù)極材料的金屬氧化物存在的首次不可逆容量較高、顆粒形狀對電化學(xué)性能的影響以及金屬間化合物存在的問題,以幾種典型的金屬氧化物和金屬間化合物作為研究對象,分別制備和研究了納米金屬復(fù)合金

2、屬氧化物、金屬氧化物顆粒形狀和納米金屬間化合物的電化學(xué)性能. 金屬氧化物具有較大的嵌鋰?yán)碚撊萘?但是由于在循環(huán)過程中不可逆的生成Li<,2>O導(dǎo)致了較高的首次不可逆容量.過渡金屬納米顆?？梢源呋龠M(jìn)Li<,2>O的分解.本文研究了制備金屬氧化物/過渡金屬顆粒(ZnO/Ni)復(fù)合材料作為鋰離子電池負(fù)極材料以降低金屬氧化物的首次不可逆容量.研究表明Ni的加入可以有效的提高ZnO的電化學(xué)性能,首次庫侖效率從49.5﹪提高到了75﹪,穩(wěn)

3、定的可逆容量從130 mAh g<'-1>提高到490mAh g<'-1>. 金屬氧化物顆粒的大小和形狀對其電化學(xué)性能有很大的影響,為了研究顆粒形狀對其電化學(xué)性能的影響,本文制備了正方形和星形Cu<,2>O顆粒.研究表明正方形Cu<,2>O顆粒比星形Cu<,2>O顆粒的電化學(xué)性能優(yōu)異.星形Cu<,2>O顆粒在循環(huán)過程中由于不能承受循環(huán)過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致粉化分解,循環(huán)性能較差.而正方形Cu<,2>O顆粒能在循環(huán)過程中能保持原來

4、的形貌,循環(huán)性能很好,在0.2 C和0.5 C不同的倍率下放電,50次后的容量保持率均在97﹪以上. 金屬間化合物FeSn<,2>作為鋰離子電池負(fù)極材料的研究引起了廣泛的重視,為了更加簡便和廉價地制備納米金屬間化合物顆粒,本文用化學(xué)還原法和溶劑熱法成功地制備了納米FeSn2顆粒,并對各自的電化學(xué)性能進(jìn)行了測試.用化學(xué)還原法制備的納米FeSn2顆粒呈球形但團(tuán)聚,顆粒的尺寸約為30～70 nm.用溶劑熱法制備的納米FeSn<,2>顆