銻基納米線陣列可控制備與電化學(xué)性能研究.pdf

1、納米技術(shù)的研究和應(yīng)用已經(jīng)遍及人類日常生活，它也勢(shì)必將會(huì)激起下一次全世界工業(yè)革命的浪潮。材料合成的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)與相關(guān)合成機(jī)理之間的差異將納米材料的制備方法大致劃分為物理法和化學(xué)法兩大類。近年來(lái)，一維納米結(jié)構(gòu)，包括納米線、納米棒、納米管以及納米帶等，在納米光電器件、生化傳感器及能量存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換設(shè)備應(yīng)用方面的研究日趨活躍。一維納米材料由于具有獨(dú)特的尺寸結(jié)構(gòu)，可以沿軸向和徑向膨脹，有效地緩沖了鋰電池充放電過(guò)程中電極材料的應(yīng)力變化。因此納米線陣列作為一

2、種新穎的鋰電池電極材料，其制備工藝及相關(guān)研究成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。本文主要圍繞銻基納米線陣列負(fù)極材料開(kāi)展了以下幾個(gè)方面的研究工作：
　　1.AAO陣列制備工藝與電化學(xué)性能研究
　　采用二次陽(yáng)極氧化法制備多孔氧化鋁(AAO)陣列。分別選用一定濃度的硫酸和磷酸溶液作為電解液，并通過(guò)控制相關(guān)制備參數(shù)(溫度和電壓等)，獲得了具有不同孔徑和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的多孔AAO陣列。通過(guò)控制腐蝕，研究了不同腐蝕條件下AAO陣列的形貌特點(diǎn)與腐蝕特性，并對(duì)其

3、電化學(xué)性能進(jìn)行了初步研究。
　　2.Ni5Sb2納米線陣列制備工藝與電化學(xué)性能研究
　　采用直流電沉積法合成了Ni5Sb2納米線陣列，研究了共沉積電壓值和Sb含量對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的影響。分別采用XRD、SEM、EDS、TEM、HRTEM等測(cè)試手段對(duì)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示該樣品具有(022)衍射峰的擇優(yōu)取向，而且具有單斜晶體結(jié)構(gòu)(JCPDS card32-0041)。在0.1C的倍率下進(jìn)行充放電性能測(cè)試，Ni5Sb

4、2納米線陣列的首次放電容量為290.6mAh/g。另外，測(cè)試結(jié)果也表明該納米線陣列電極具有較好的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　3.CoSb納米線陣列結(jié)構(gòu)構(gòu)建與電化學(xué)性能研究
　　基于本課題組前期的研究工作，我們選用脈沖電沉積法制備了CoSb納米線陣列，然后通過(guò)一定濃度NaOH溶液的腐蝕作用，對(duì)該納米線陣列進(jìn)行腐蝕，得到具有不同結(jié)構(gòu)特征的CoSb納米線陣列。作為鋰電池的負(fù)極材料時(shí)，這些具有不同結(jié)構(gòu)特征的CoSb納米線陣列展現(xiàn)出了不同的充放