靜電紡Co-C納米纖維及其性能研究.pdf

1、鋰離子電池作為一種新型環(huán)保節(jié)能的綠色電池，因其具備環(huán)保性、高比容量、長(zhǎng)壽命和高安全性等特點(diǎn)在新能源領(lǐng)域備受關(guān)注，并且其在電動(dòng)汽車(chē)等大型動(dòng)力設(shè)備上具有很大應(yīng)用潛能。負(fù)極材料是影響鋰離子電池性能的關(guān)鍵因素之一，然而現(xiàn)在商業(yè)化的石墨負(fù)極材料理論容量相對(duì)較低，所以限制了其在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用。因此研制可以替代石墨負(fù)極材料的新型高性能負(fù)極材料已經(jīng)成為迫在眉睫的問(wèn)題，也成為鋰離子電池實(shí)現(xiàn)飛躍的前提。為了滿(mǎn)足要求，各國(guó)的研究者們都在致力于尋求新型高性能負(fù)

2、極材料。近年來(lái)過(guò)渡金屬Co單質(zhì)因其具備來(lái)源豐富、成本低、環(huán)保和理論比容量較高等優(yōu)點(diǎn)逐漸成為鋰離子電池負(fù)極材料研究的熱門(mén)人選。但是單質(zhì)Co作為鋰離子電池負(fù)極材料在充放電過(guò)程中容易發(fā)生較大的體積膨脹，導(dǎo)致材料發(fā)生焚化、失活等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致儲(chǔ)鋰性能大幅減低。本論文通過(guò)采用納米化和與碳納米纖維復(fù)合的方式來(lái)改善單質(zhì)Co的電化學(xué)性能。
　　本論文以乙酸鈷(Co(CH3COO)2.4H2O)作為鈷的前驅(qū)體和聚丙烯腈(PAN)作為碳的前驅(qū)體采用靜

3、電紡絲、預(yù)氧化和碳化等工藝制備得到靜電紡Co/C納米復(fù)合纖維。為了探索前驅(qū)體中不同鈷含量對(duì)材料結(jié)構(gòu)和性能的影響，我們使用了場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)、X射線粉末衍射(XRD)、熱重分析(TG)等手段，并且對(duì)其作為負(fù)極材料應(yīng)用于鋰離子電池的電化學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試。研究結(jié)果表明隨著Co含量的增加，纖維在具備良好形貌的同時(shí)纖維直徑變大，纖維上的鈷單質(zhì)顆粒變得密集。當(dāng)Co含量為33.