三維ZnO-C納米結(jié)構(gòu)陣列的制備及儲鋰特性.pdf

1、氧化鋅(ZnO)作為鋰離子電池負極材料，主要有儲量豐富、價格低廉、安全性高、理論比容量高（978mAh/g）等優(yōu)點，因而受到研究者們的關(guān)注。但其仍存在導(dǎo)電性差、脫嵌鋰過程中體積膨脹的問題，導(dǎo)致其電化學(xué)性能較差?，F(xiàn)階段主要通過特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計及與其他材料復(fù)合來解決上述問題。本文首先在泡沫鎳基底上生長ZnO納米陣列，并通過設(shè)計以下結(jié)構(gòu)來提高ZnO納米陣列的電化學(xué)性能：(1)核-殼結(jié)構(gòu)ZnO/C納米陣列；(2)蛋黃-蛋殼結(jié)構(gòu)ZnO/C納米陣列。

2、
　　通過濕化學(xué)法制備ZnO納米陣列，并經(jīng)過氣相包覆聚吡咯（Ppy）后熱解得到ZnO/C納米陣列。掃描和透射電鏡表明所制備納米陣列為直徑約200nm，碳包覆層厚度為10nm的核殼結(jié)構(gòu)。該材料在100mA/g電流密度下，首次嵌、脫鋰容量分別為1171.7mAh/g、884.6mAh/g，循環(huán)100周后脫鋰容量仍高達544.3mAh/g，容量保持率為61.53％，是純氧化鋅納米陣列和未燒結(jié)的ZnO/Ppy復(fù)合材料容量的4倍，表現(xiàn)出良好

3、的循環(huán)穩(wěn)定性及較高的可逆容量。通過比較聚多巴胺、電沉積Ppy、氣相包覆Ppy等三種不同包覆方法，氣相包覆Ppy為碳源制備的ZnO/C復(fù)合材料具有最好的電化學(xué)性能。
　　透射電鏡表明經(jīng)KOH溶液刻蝕后，能在碳殼與氧化鋅納米棒之間形成一定的空隙，呈現(xiàn)出蛋黃蛋殼結(jié)構(gòu)。該材料在100mA/g電流密度下，循環(huán)100周后，刻蝕活性物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為10%時所得到的復(fù)合材料，脫鋰容量高達496.7mAh/g，隨著刻蝕活性物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)增加到50%