Co3O4納米線-碳布柔性電池負極的制備及其電化學性能.pdf

1、柔性鋰電子電池具有尺寸和形狀不固定性,能滿足特殊的工作條件而受到研究人員的廣泛關(guān)注。本文通過簡單的水熱法在柔性碳布基體上直接生長Co3O4納米線陣列前驅(qū)體,退火后制備了Co3O4納米線陣列/碳布柔性電極,并進一步采用ALD原子層沉積技術(shù)和浸漬法對制備的柔性電極進行表面改性。通過XRD、SEM和TEM等分析手段對材料物相和形貌進行表征,采用充放電測試、循環(huán)伏安測試和交流阻抗測試分析研究電極材料的電化學性能。
　　通過水熱法在碳布基體

2、表面成功附著生長的是Co3O4納米線前驅(qū)體陣列(Co(CO3)0.5OH·H2O),進一步的退火后,最終制備了Co3O4納米線陣列/碳布柔性鋰電池負極。不同的水熱工藝條件下得到的納米線陣列形貌差別較大,經(jīng)實驗觀察得到最優(yōu)水熱工藝為120℃下保溫5小時。為避免破壞碳布表面結(jié)構(gòu),退火溫度應(yīng)該在保證Co3O4納米線完全轉(zhuǎn)變的條件下盡量低,升溫速率應(yīng)盡量緩慢,本文得到最佳退火溫度為330℃。
　　根據(jù)得到的最優(yōu)工藝,改變反應(yīng)物成分配比制得

3、了三種不同形貌Co3O4納米線陣列,通過對其電化學性能進行分析測試,納米線的形狀和在基體表面的分散情況直接影響電極材料的比容量和循環(huán)性能。具有卷曲納米線陣列結(jié)構(gòu)的電極材料在不同充放電倍率下均表現(xiàn)出了非常優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性,在100mA/g電流密度下充放電,循環(huán)25次材料容量穩(wěn)定不變。分散性較好的細針狀納米線陣列結(jié)構(gòu)具有較高的充放電穩(wěn)定容量,穩(wěn)定放電容量接近1000mAh/g。
　　通過ALD沉積SnO2表面改性后,電極材料比容量有了