碳原子線的磁學(xué)、電學(xué)性質(zhì).pdf

1、本文報告碳原子線(CAW)的磁學(xué)性質(zhì)以及作為鋰電池負(fù)極材料的電化學(xué)性能的研究結(jié)果。運(yùn)用振動樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)和電子順磁共振儀(EPS)等設(shè)備對碳原子線的磁學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究，并定量計(jì)算了碳原子線上每個碳原子的未成對電子的數(shù)目；通過紅外、環(huán)伏安、充放電、交流阻抗等方法，研究鋰離子二次電池的碳原子線負(fù)極的電化學(xué)特性以及硝酸處理對碳原子線電極充放電性能的影響。 我們對碳原子線的磁學(xué)行為進(jìn)行研究時，發(fā)現(xiàn)在室溫下碳原子線的磁滯回線為“S”形

2、。隨著磁場強(qiáng)度的增加，磁化強(qiáng)度漸漸趨于飽和，但其飽和磁化強(qiáng)度比通常的鐵磁性材料小很多，故碳原子線具有類鐵磁性。至今，已有C60在低溫下呈現(xiàn)類鐵磁行為的報道，而碳原子線卻能在室溫下顯示出類鐵磁性。這種特殊的磁學(xué)性能很可能與碳原子線的特殊的sp雜化結(jié)構(gòu)有關(guān)。通過電子順磁共振，我們定量測量了碳原子線中未成對電子的數(shù)目，結(jié)果顯示碳原子線中有大量的未成對電子，此結(jié)果同碳原子線的分子結(jié)構(gòu)是基本一致的。 作為鋰離子二次電池負(fù)極材料，碳原子線首

3、次充放電容量分別為369.5mAh/g和999.4mAh/g，從第2次循環(huán)起，充放電效率開始提高，第10次達(dá)到94.3％，不可逆容量逐漸降低，可逆容量基本維持在約300mAh/g左右。顯示出碳原子線負(fù)極具有良好的循環(huán)性能和可逆容量。 此外，當(dāng)對碳原子線進(jìn)行硝酸處理后，紅外光譜表明在碳原子線上產(chǎn)生了更多的羥基、羧基等基團(tuán)。一般認(rèn)為，表面形成的這些基團(tuán)在鋰插入過程中有助于形成致密鈍化膜，可減少溶劑分子的共插入，從而抑制電解液的分解，