碳納米管膜及其復(fù)合材料的制備與電化學(xué)性能研究.pdf

1、碳納米管的獨(dú)特結(jié)構(gòu)使其具有較高的比表面積，良好的機(jī)械性能和導(dǎo)電性能，在鋰離子電池領(lǐng)域擁有巨大的應(yīng)用潛力。但同硅基負(fù)極材料、過(guò)渡金屬氧化物等相比存在容量較低、首次循環(huán)不可逆容量較高等缺點(diǎn)。本文主要通過(guò)摻雜對(duì)碳納米管本身結(jié)構(gòu)上的改性以及碳納米管和高容量氧化物復(fù)合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)兩種方法改善碳納米管在鋰離子電池領(lǐng)域的應(yīng)用，并分析了所制備自支撐薄膜材料的結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)鋰性能。
　　以二茂鐵為催化劑，乙醇為碳源，通過(guò)浮動(dòng)催化劑化學(xué)氣相沉積法及后續(xù)的高溫

2、氧化處理制得均勻連續(xù)Fe2O3/CNTs復(fù)合薄膜材料。由結(jié)晶性、導(dǎo)電性良好的碳納米管管束相互搭接所形成的3D網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將Fe2O3納米顆粒束縛，并賦予Fe2O3/CNTs復(fù)合薄膜較好的完整性和柔韌性，可直接作為鋰離子電池負(fù)極材料，并展現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。在30mA g-1的電流密度下，其首次放電比容量達(dá)到了1532.3mAh g-1，首次循環(huán)庫(kù)倫效率達(dá)到了64.3％。即使在3A g-1的大電流密度條件下，F(xiàn)e2O3/CNTs復(fù)合薄膜的容

3、量仍高達(dá)392.4mAh g-1，循環(huán)800周后容量穩(wěn)定在375.5mAh g-1，顯示出良好的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性能。
　　以硅酸乙酯作為硅源，二茂鐵為催化劑，乙醇為碳源，通過(guò)化學(xué)氣相沉積法一步制備SiO2/CNTs復(fù)合薄膜。研究結(jié)果表明，當(dāng)硅源引入量為8wt.%時(shí)，SiO2/CNTs復(fù)合薄膜為均勻的包覆SiO2/CNTs復(fù)合結(jié)構(gòu)，且具有較好的取向性和完整性。在30mA g-1電流密度下，其首次放電比容量為2180.8mAh g