镍/钴基及钛基氧化物介观尺度组装结构的可控制备及储能研究

发布时间：2020-12-08 15:09

　　基于转换机制的氧化物材料,由于其理论比容量较高且廉价易得,而被广泛应用于锂离子电池的负极材料的研究。尤其是,金属氧化物的复合材料可以弥补单一组分的不足,同时还具备出色的协同效应,因而表现出出色的锂离子电池性能。但是在锂离子嵌入和脱出过程中,金属氧化物材料严重的体积变化阻碍了其实际应用。基于插层机制的钛基氧化物材料,尤其是二氧化钛,因具有出色的储钠性能而被广泛研究。钛基氧化物材料成本低,来源丰富,在钠离子的脱嵌过程中,体积变化不大,因而备受青睐。然而,钛基氧化物材料的本征电导率低,不利于于其快速的充放电能力。针对上述问题,通过结构调控手段,如结构的介观组装、维度控制及与导电碳材料复合,可以显著改善材料的电化学性能。基于以上论述,本论文的研究工作如下。（1）我们通过六亚甲基四胺辅助水热法和高温退火法制备了介孔准单晶NiCo₂0₄纳米带束。通过一系列的表征手段分析证实了介孔准单晶特征。我们通过改变前驱体的锻烧温度可以有效地调节尖晶石NiCo₂0₄产物的比表面积和孔径分布。正如预期的那样,当用作锂离子电池的... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：155 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１．锂离子电池的工作原理图［ＩＧ］??锂离子电池的主要的组成部分为正负极材料、电解液、隔膜和电池外壳

??山东大学博士学位论文－?＾???１．１．４锂离子电池负极材料??根据储锂机制的不同，锂离子电池负极材料主要分为插层机制、合金机制和??转换机制三种类型，如图１－３所示［２８］。??？？？？‘＊？：?／？?？?＇??■?？?．?？?？?／ｉ．?＇?：?ｖｉ？ｏ?？?〇？?ｘ?？??＊

同时，其离子和电子的电导率较低，致使电池的循环性能较差，这些问题限??制了它们的实际应用。因此，为了克服上述限制因素，许多最近的研究都集中在??制备纳米材料以及改变材料的尺寸，形状和孔隙率上［６２＃］。如图１－３所示，Ｌｉ??等设计合成了碳空心管包覆ＭｎＯ颗粒的豌豆荚结构，ＭｎＯ颗粒之间存在空隙，??可以极大的缓解ＭｎＯ在充放电过程中的体积变化，同时通过碳包覆增强了材料??的导电性［６５］。因此该复合材料表现出非常优异的电化学性能：在〇．５?Ａｇ－ｉ的电流??密度下，其可逆比容量可达１１１９?ｍＡｈ?ｇ－１；在高达５?Ａｇ－１的电流密度下仍可具有??４６３?ｍＡｈ?ｇ４。Ｇｕｏ等利用模板法和离子置换法合成纳米片构成的ＣｏＯ纳米空心??７??


本文编号：2905277