鋰離子電池硅基負(fù)極和超級(jí)電容器NiO、Co(OH)2電極材料的制備與電化學(xué)性能改善.pdf

1、隨著電動(dòng)交通工具的應(yīng)用以及太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔能源存儲(chǔ)需求的增加，研制高功率密度和高能量密度的儲(chǔ)能裝置成為人們的研究熱點(diǎn)。其中，鋰離子電池和超級(jí)電容器都是很具前景的儲(chǔ)能裝置。鋰離子二次電池和超級(jí)電容器因具有高的可逆容量、良好的循環(huán)性能以及較高的能量密度、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)倍受青睞。但是在實(shí)際應(yīng)用中，能量密度和功率密度不能滿足實(shí)際需求，有待進(jìn)一步提高。本文從這兩個(gè)方面進(jìn)行了研究和提高改善。
　　本著提高鋰離子電池的能量密度和功率密度，通

2、過(guò)電沉積法和磁控濺射法相結(jié)合制備了三維多孔Ni/Si復(fù)合薄膜和石墨烯/Si復(fù)合薄膜。三維多孔Ni/Si復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)既能夠有效地釋放內(nèi)應(yīng)力、緩沖體積膨脹，抑制粉化，提高了電極的循環(huán)穩(wěn)定性，在0.2C，100次循環(huán)后放電比容量為2025mAhg-1，容量保持率為88.3％(相對(duì)于第二次放電比容量)。并且，三維多孔金屬支架結(jié)構(gòu)有效地提高了復(fù)合薄膜的導(dǎo)電性和薄膜與電解液的接觸面積，進(jìn)而導(dǎo)致鋰離子在液/固相中的快速擴(kuò)散，使得電極表現(xiàn)出更小的極化和

3、優(yōu)異的倍率性能和電池容量。在2C充放電時(shí)100次循環(huán)后容量依然有1273mAhg-1，庫(kù)倫效率高達(dá)99.3％。
　　石墨烯/Si復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)中石墨烯不僅提高了Si層與基底Cu之間的結(jié)合力，還作為緩沖層有效地釋放了在反應(yīng)過(guò)程中體積膨脹與收縮時(shí)的應(yīng)力。Si-G-Cu復(fù)合薄膜表現(xiàn)出很好的循環(huán)性能，在0.2C下150個(gè)循環(huán)后容量仍有1932mAhg-1，容量保持率為87.7％(相對(duì)于第二次放電比容量)。
　　采用氨水揮發(fā)誘導(dǎo)和煅燒法

4、在泡沫鎳基底上制備了等級(jí)多孔結(jié)構(gòu)的NiO薄膜，薄膜由均勻生長(zhǎng)在基底上的三棱柱顆粒組成和生長(zhǎng)在顆粒上的納米片組成。測(cè)試結(jié)果表明，級(jí)多孔結(jié)構(gòu)NiO薄膜具有優(yōu)異的倍率性能。在2Ag-1，4Ag-1，10Ag-1和20Ag-1不同電流密度下的放電比電容分別為232Fg-1，229Fg-1，213Fg-1和200Fg-i。4000周期后其放電比電容為348Fg-1，可見(jiàn)等級(jí)多孔結(jié)構(gòu)NiO薄膜具有相當(dāng)好的循環(huán)性能和容量保持率。
　　采用水熱法