氧化锌基负极材料和富锂锰基正极材料的锂存储特性研究

发布时间：2020-12-09 00:15

　　氧化锌作为负极材料应用于锂离子电池中凭其高的理论比容量引起广泛的研究关注。但是,氧化锌基负极材料较差的循环和倍率性能严重阻碍了其发展前景。本文首先利用液相吸附法合成ZnO-NiO-CuO双壳层空心结构微米球,然后再以表面活性剂协助法包覆石墨烯。受益于其独特的结构（双层壳结构、较大的比表面积、石墨烯包覆和纳米颗粒组成单元）,石墨烯包覆ZnO-NiO-CuO双壳层空心结构微米球作为负极材料时展现出优异的电化学性能。商用正极材料价格较高,工作电压较低,比容量较低严重阻碍了锂离子电池应用前景。本文利用水热法合成锰镍钴碳酸盐前驱体,随后混入不同的锂源煅烧形成富锂锰基正极材料,展示出规律的锂存储性能。主要研究内容和结果如下:（1）基于实验室先前的工作,柠檬酸锌实心球通过一步法制得。在超声条件下将柠檬酸锌微米球浸入硫酸铜溶液中陈化1 h,然后同样条件下浸入硝酸镍溶液陈化1h,生成柠檬酸镍铜双壳层空心微米球前驱体。然后通过500℃条件下煅烧2 h得到ZnO-NiO-CuO双壳层空心微米球。作为锂离子电池负极材料,ZnO-NiO-CuO双壳层空心微米球在0.1 A g^-1电流密度条... 

【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２不同熟化时间下柠檬酸锌微米球的形成过程［２１］??

图３．１柠檬酸锌镍铜双壳层空心结构微米球前躯体的ＳＥＭ（ａ－ｂ），ＴＥＭ（ｃ－ｄ）??照片??Ｆｉｇｕｒｅ?３．１?Ｔｈｅ?ＳＥＭ?（ａ－ｂ）?ａｎｄ?ＴＥＭ?（ｃ－ｄ）?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｚｉｎｃ－ｎｉｃｋｅｌ－ｃｏｐｐｅｒ?ｃｉｔｒａｔｅ??ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ．??３７??

?首先对制备出的柠檬酸锌镍铜双壳层空心结构微米球进行形貌和结构表征，??如图３．ｌａ－ｂ所示，形成的前驱体微米球形貌均一、分散均匀，球径约１．６?Ｍｍ。微??米球上的一些细小颗粒来源于一些破碎的球体。图３．ｌｃ－ｄ很好证实了前驱体的双??壳层空心结构。??？－ＺｎＯ??辜－ＣｕＯ??Ｃｕｂｉｃ?ＮｉＯ?（?ＪＣＰＤＳ?Ｎｏ．?６５－２９０１）???ｒｕｂｉｃ?（?ｕ＜?）?（ＪＣＰＤＳ?Ｎｏ．?７７－０１９９）??？?－ＮｉＯ?？?Ｉ??ｉ??怎?＊７?????????Ｃ??ｊ?！??，Ｉ?，?ｌｌ?：?：．ｌｈ?ｎ?，??２０?４０?６０?８０??２０?／?ｄｅｇｒｅｅ??图３．２柠檬酸锌镍铜双壳层空心结构微米球（ａ）和ＺｎＯ－ＮｉＯ－ＣｕＯ双层壳??空心微米球（ｂ）的ＸＲＤ图谱??Ｆｉｇｕｒｅ?３．２?Ｔｈｅ?ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｏｆ?ｚｉｎｃ－ｎｉｃｋｅｌ－ｃｏｐｐｅｒ?ｃｉｔｒａｔｅ?ｈｏｌｌｏｗ?ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ??ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ（ａ）ａｎｄ?ＺｎＯ－ＮｉＯ－ＣｕＯ?ｄｏｕｂｌｅ－ｓｈｅｌｌｅｄ?ｈｏｌｌｏｗ?ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ（ｂ）．??柠檬酸锌镍铜双壳层空心结构微米球的ＸＲＤ图谱如图３．２ａ所示，可以看出??前驱体的晶体结构主要为无定型状态，在３３．３°和两个不明显的峰来自于少??部分结晶的柠檬酸锌［１］。图３．２ｂ则是双层壳空心结构微米球前驱体经煅烧后形成??的ＺｎＯ－ＮｉＯ－ＣｕＯ双层壳空心微米球的ＸＲＤ图谱，其衍射峰与ＺｎＯ?（ＪＣＰＤＳ卡片??号：３６－１４５１）


本文编号：2905933