介孔鋰離子電池電極材料的改性制備及其電化學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、現(xiàn)今，隨著人們對(duì)環(huán)鏡保護(hù)的意識(shí)日益增強(qiáng)，鎳-鎘電池、鉛酸電池等作為傳統(tǒng)儲(chǔ)能電池，其使用日益受到限制。鋰離子電池由于其電壓高、比功率大以及放電平穩(wěn)、環(huán)境友好等特點(diǎn)，成為了綠色新能源產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。本文主要采用水熱法和氣溶膠噴霧熱解法(ASPA)合成多孔納米材料，通過X射線粉末衍射(XRD)、比表面積測(cè)試(BET)、掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)等表征手段及充放電測(cè)試和電化學(xué)阻抗(EIS)等測(cè)試方法對(duì)產(chǎn)物的成分、結(jié)構(gòu)以及電化學(xué)性

2、能進(jìn)行研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用硝酸鈷為鈷源、尿素為沉淀劑、明膠為導(dǎo)向劑，通過油浴和水熱法相結(jié)合的方式合成純相介孔蝴蝶結(jié)形四氧化三鈷電極(Co3O4)材料。電化學(xué)性能表明,介孔蝴蝶結(jié)形Co3O4負(fù)極材料在0.2C時(shí)首次放電比容量為1770 mAh g-1，第二次放電比容量為1394 mAh g-1，50次循環(huán)后容量保持率在85％以上，顯示出較高的比容量和循環(huán)穩(wěn)定性能。⑵通過氣溶膠噴霧熱解法(ASPA)可控合成摻雜過渡金

3、屬離子的介孔球形錳酸鋰(LiMn2O4-X, X=Co, Cr)納米材料，利用摻雜不同的金屬離子以及同種金屬離子不同的含量的方法對(duì)錳酸鋰進(jìn)行改性，研究同種過渡金屬離子不同含量對(duì)于材料性能的影響。通過研究我們發(fā)現(xiàn),當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)摻雜鈷時(shí)，隨著鈷摻雜量的不斷增加(2%,5%,8%,10%)，LiMn2O4-Co的比容量并沒有顯著降低，但循環(huán)穩(wěn)定性和倍率特性卻有了明顯提高，隨著鈷摻雜量的不斷增加(2%,5%,8%,10%)，LiMn2O4-Co的

4、比容量并沒有顯著降低，但循環(huán)穩(wěn)定性和倍率特性卻有了明顯提高，其中LiMn2O4-Co(10%)的電化學(xué)性能最優(yōu)，在0.2C倍率下，100次循環(huán)容量保持率為93.63%。電化學(xué)性能表明摻雜12%Cr的LiMn2O4具有很優(yōu)異的電化學(xué)性能，隨著Cr摻雜量(5%,8%,10%,12%)的增多，容量相對(duì)于純錳酸鋰會(huì)有5-15 mAh g-1的下降，但循環(huán)性能和倍率性能得到了明顯的提高。LiMn2O4-Cr(12%)在0.2C下首次放電達(dá)到119