纳微结构金属氧化物的可控制备及其储锂性能研究

发布时间：2018-01-08 07:18

本文关键词：纳微结构金属氧化物的可控制备及其储锂性能研究　出处：《云南大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着新能源材料的快速发展,高性能的锂离子电池受到了广大研究者的关注。Ni,Sn基金属氧化物具有较高的理论比容量,分别为718mAh/g和782 mAh/g。同时,其来源广泛,价格低廉,是目前最具潜力的新型锂离子电池负极材料,但是存在循环性能不稳定、倍率性能差等问题。为改善其电化学性能,本文利用MOFs为模板、构筑混合基质、微波HCl协调侵蚀等方法,制备了纳微结构NiO@C、 NiFe2O4和SnO2@TiO2锂离子电池负极材料,分析了不同反应条件对产物形貌及电化学性能的影响。基于金属有机框架制备的中空核壳结构NiO@C微球负极材料,其比表面积为182.646 m2/g,具有疏松的介孔结构。介孔结构为电化学反应提供了足够的反应空间,为锂离子的穿插提供便捷的通道,有利于提高材料的电化学性能。经电化学性能检测可知,在一个理论容量的电流密度下,经200次充放电循环后,该材料的放电容量仍保持在962 mAh/g,表现出良好的电极性能。这种方法操作简单、原材料价格低廉,为快速合成中空核壳结构材料、能源储存、传感器、催化剂等应用方面提供一个新的合成路径。结合混合基质和中空纳米立方结构的优点,利用溶剂热法,以金属有机框架驱动合成了中空介孔结构的NiFe2O4纳米立方负极材料。空心纳米立方结构可以缩短锂离子的扩散路径,并提供足够的空隙空间,使材料可充分缓解由于体积变化引起的机械应力。此外,混合元素可以使电化学循环过程中体积逐步变化。在一个理论容量的电流密度下,经过200次的电化学循环后,其容量能保持在975mAh/g,当恒定电流密度为10C时,材料的容量可以达到652 mAh/g,表现出了优秀的电化学性能。本方法为中空介孔混合基质的制备、能源存储、环境优化等应用方面提供了新颖的合成路线。以α-Fe2O3为模板,通过微波协调侵蚀和溶剂热法,结合混合基质的优点来改善过渡金属氧化物负极材料的电化学性能,制备了一个空心胶囊结构SnO2@TiO2材料。Ti02涂层可以提高中空Sn02电极的导电性。经过电化学测试了解到,该材料具有优异的电化学性能。在一个理论容量的电流密度下,该中空纳米胶囊结构SnO2@TiO2电极的容量为770 mAh/g,经过200次的电化学循环后,容量保持率可达96.1%以上。这种方法可以为中空纳米胶囊结构、储锂功能材料、催化剂等的制备提供一个新的途径。
[Abstract]:A new type of NiFe2O4 nano cubic cathode material with hollow mesoporous structure is prepared by using MOFs as a template , and its capacity can be maintained at 962 mAh / g .

【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM912;TB34

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