基于海藻酸雙金屬氧化物氣凝膠的鋰離子電池負(fù)極材料的研究.pdf

1、高性能鋰離子電池需要具有理想微觀結(jié)構(gòu)的電極材料，以便實(shí)現(xiàn)快速的離子傳輸，短距離的固態(tài)離子擴(kuò)散，較大的表面積，和較高的電導(dǎo)率。電極材料的微觀結(jié)構(gòu)決定了鋰離子電池的綜合性能。以可再生資源—海藻酸鈉為前驅(qū)體，制備的雙金屬氧化物（MTMOs）納米顆粒和碳納米管復(fù)合而成的高孔隙度三維氣凝膠成為研究熱點(diǎn)。本論文利用海藻酸通過離子交換過程，可以與金屬離子發(fā)生螯合，形成特殊的―蛋盒‖結(jié)構(gòu)，制備二元金屬氧化物雜化氣凝膠。在復(fù)合氣凝膠中，雙金屬氧化物納米顆

2、粒通過碳納米管互相連接，并嵌入碳?xì)饽z基質(zhì)中，形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以提供大的表面積、緩沖體積膨脹的空間、離子及電子快速傳輸?shù)穆窂?，從而成為理想的高性能鋰離子電池負(fù)極材料。
　　本文主要利用海藻酸鈉為基質(zhì)，通過簡易的方法制備了具有多孔結(jié)構(gòu)的雙金屬氧化物/碳納米管復(fù)合氣凝膠材料。相比傳統(tǒng)的MTMOs/C材料，復(fù)合氣凝膠材料表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能：鐵酸鈷摻雜碳納米管氣凝膠（CFO/CNT）在0.1A g?1的電流密度下循環(huán)160圈，容量

3、高達(dá)1033mAh g?1；增加至1A g?1循環(huán)160圈，容量仍可保持874mAh g?1。鈷酸鋅摻雜碳納米管氣凝膠（ZCO/CNT）在0.1A g?1的電流密度下循環(huán)300圈，容量高達(dá)922mAh g?1；增加至1A g?1循環(huán)300圈，容量仍可保持829mAh g?1。鐵酸鋅摻雜碳納米管氣凝膠（ZFO/CNT）在0.1A g?1的電流密度下循環(huán)300圈，容量高達(dá)750mAh g?1；增加至1A g?1循環(huán)300圈，容量仍可保持69