鈷氧化物的制備及在鋰離子電池負極材料上的應用.pdf

1、目前，可充電鋰離子電池的研究備受關注，其中電池的負極材料得到了廣泛的研究以提高鋰離子電池的性能。據文獻報道，在鋰離子電池充放電的過程中，由于電極材料的團聚、粉碎等因素造成容量的衰減和差的倍率性能。本文主要對鈷氧化物作為電池負極材料對電池性能的改善進行了研究。本文將材料構造成多孔結構，對材料進行碳包覆和石墨烯復合，在一定程度上改善電池的性能。主要內容如下:
　　(1)以CoCl2·6H2O和(NH4)2C2O4為原材料，經水熱反應得

2、到草酸鈷前驅體，在空氣中煅燒成功得到新穎的多孔狀Co3O4多面體。將得到的材料分別利用XRD、SEM和TEM對其進行了物相、形貌和結構分析，BET方法測試了其比表面積。組裝成扣電測定了其電化學性質，實驗結果表明:所制備的多孔狀Co3O4在50 mA/g電流密度下進行充放電，首次放電比容量可達1546mAh/g，在45次放電之后，電容量可保持在432mAh/g，優(yōu)于塊體材料的比容量。改善的電化學性能可歸結于其獨特的孔狀結構，為其體積改變提

3、供了空間，為Li+的快速擴散提供了途徑。
　　(2)將已經制備成功的多孔Co3O4多面體浸漬在一定濃度的蔗糖溶液中，在烘箱中干燥完畢后，于Ar氣保護下高溫煅燒得到碳包覆的CoO/C復合物。XRD測試表明在高溫煅燒下，蔗糖作為還原劑將Co3O4還原成CoO晶體，只有極少量的Co3O4未還原。SEM測定了其形貌，TEM測試未能明顯發(fā)現其表面的碳，后經元素分析方法測試碳的含量大約為3.9wt％。BET方法測試了其比表面積為47.2m2/

4、g。組裝電池測試了其電池性能，測試結果表明:在100mA/g條件下進行循環(huán)測試，首次放電量為1025mAh/g，測試50圈后仍有521mAh/g可逆電容量。同時也得到了高于99％的庫倫效率和好的倍率性能。
　　(3)用CoCl2·6H2O，NaOH和制備好的氧化石墨在微波條件下首先制備出 Co(OH)2/石墨烯，洗滌干燥后在惰性氣體Ar保護下，于管式爐里燒2h得到了Co3O4/石墨烯的復合材料。XRD測試表明其為立方晶相，在SEM