金屬氧化物微-納米結(jié)構(gòu)的合成、表征及其在鋰離子電池中的應(yīng)用研究.pdf

1、金屬氧化物納米材料具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，其在光電器件、傳感器、催化、磁學(xué)和鋰離子電池等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。納米材料的結(jié)構(gòu)和形貌對(duì)其性能有重要的影響。發(fā)展新的合成方法，探索其生長(zhǎng)機(jī)制，對(duì)于系統(tǒng)研究納米材料結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)具有重要的意義。本文設(shè)計(jì)了一系列合成CoO、CuO、 Cr2O3、SnO2及其復(fù)合材料的新方法，詳細(xì)探討了部分材料的反應(yīng)機(jī)理，檢測(cè)了它們?cè)阡囯x子電池中的電化學(xué)性能。通過(guò)大量的探索和實(shí)驗(yàn)，取得了一些有意義的

2、成果。
　　1、設(shè)計(jì)了一種水熱法合成SnO2納米棒束花的新方法。利用X射線(xiàn)衍射儀、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡、透射電子顯微鏡檢測(cè)儀器詳細(xì)研究了SnO2納米棒束花的新穎結(jié)構(gòu)。檢測(cè)結(jié)果顯示納米棒束花是由四方狀的納米棒組成，棒的尺寸大小可以通過(guò)改變SnCl4濃度來(lái)調(diào)控。在詳細(xì)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，提出了SnO2納米棒束花的形成機(jī)理。電化學(xué)測(cè)試表明SnO2納米棒束花具有良好的儲(chǔ)鋰容量和循環(huán)性能，0.1C時(shí)循環(huán)充放電40次后，放電容量保持在694 mA

3、h g-1。
　　2、發(fā)展了一種制備疏松結(jié)構(gòu)SnO2納米球的水熱-分解新路線(xiàn)。通過(guò)熱重分析檢測(cè)研究了整個(gè)分解過(guò)程。疏松結(jié)構(gòu)SnO2納米球直徑為300 nm左右，是由粒徑26 nm左右的粒子自組裝而成。疏松結(jié)構(gòu)SnO2納米球的首次放電容量為1520 mAhg-1，充電容量為724 mAhg-1，循環(huán)充放電30次后容量保持在522mAh g-1。得益于疏松結(jié)構(gòu)，SnO2納米球具有較大的儲(chǔ)鋰容量和較好的循環(huán)性能。
　　3、采用葡萄

4、糖為碳原，在150℃下水熱反應(yīng)10小時(shí)后制備了單分散性好的納米SnO2-C復(fù)合材料。對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)表征，結(jié)果證實(shí)SnO2納米粒子均勻地分散在無(wú)定型碳中。電化學(xué)檢測(cè)表明，這種納米SnO2-C復(fù)合材料首次放電容量為1321 mAh g-1，充電容量為735 mAhg-1，循環(huán)充放電60次后充電容量是486 mAh g-1，循環(huán)性能比較好。
　　4、設(shè)計(jì)了一種通過(guò)溶劑熱法合成CoO實(shí)心納米球的新方法。其反應(yīng)溫度低，操作簡(jiǎn)單，適合于工業(yè)應(yīng)用

5、。通過(guò)對(duì)樣品的各種檢測(cè)證實(shí)，制備的樣品是高純CoO實(shí)心納米球，其直徑為100～300nm。探討了油酸的用量對(duì)CoO實(shí)心納米球形貌的影響，提出了可能的形成機(jī)理。在0.1C時(shí)，CoO實(shí)心納米球首次放電容量和充電容量分別為1598mAhg-1和905mAhg-1。
　　5、以SiO2納米球?yàn)槟０?，設(shè)計(jì)了一條合成CoO空心納米球的新路線(xiàn)。詳細(xì)闡述了CoO空心納米球的形成機(jī)理。通過(guò)恒電流充放電實(shí)驗(yàn)證實(shí)，在電流密度0.1C時(shí)，CoO空心納米球

6、首次放電容量是1640 mAh g-1，并且CoO空心納米球的循環(huán)性能比CoO實(shí)心納米球更好。
　　6、發(fā)展了一條制備CuO納米粒子和多孔微米球的水熱合成新路線(xiàn)。詳細(xì)分析了pH值和十二烷基苯磺酸鈉用量對(duì)CuO多孔微米球形貌的影響。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)CuO納米粒子和CuO多孔微米球的首次充電容量分別為475mAhg-1和564mAhg-1，循環(huán)充放電30次后，其充電容量分別為272mAhg-1和477 mAh g-1。
　　7、通過(guò)水熱