金屬氧化物（硫化物）碳纖維復(fù)合材料的制備及儲(chǔ)鋰性能研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)能源的需求日益倍增，鋰離子電池由于體積小、質(zhì)量輕、循環(huán)性能好、工作電壓寬、自放電小、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)而受到人們的廣泛關(guān)注。然而鋰離子電池在能量密度和功率密度方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的需求，這限制了鋰離子電池應(yīng)用。因此，目前解決這一問(wèn)題較為有效的方法是在導(dǎo)電基底上生長(zhǎng)納米材料。本文采用水熱法在碳纖維上成功生長(zhǎng)不同種類的過(guò)渡金屬氧化物（硫化物），探究它們作為鋰離子電池負(fù)極材料的優(yōu)勢(shì)。研究?jī)?nèi)容包括以下幾點(diǎn)

2、:
　　(1)通過(guò)水熱反應(yīng)和后續(xù)的熱處理成功在碳纖維上制備了NiCo2O4納米線，并將其直接應(yīng)用在鋰離子電池的負(fù)極材料中，NiCo2O4/碳纖維復(fù)合材料在200mAg-1電流密度循環(huán)時(shí)，表現(xiàn)出很高的容量(1408.4mAhg-1)，同時(shí)還具有較好的循環(huán)穩(wěn)定性，循環(huán)53次后的容量為913mAhg-1。研究結(jié)果表明NiCo2O4/碳纖維復(fù)合材料具有較大的比表面積。
　　(2)采用溶劑法在碳纖維上生長(zhǎng)了Ni-Co前驅(qū)體納米針，隨后

3、經(jīng)過(guò)熱處理獲得NiO-CoO/碳纖維納米刷復(fù)合材料，并進(jìn)一步深入研究了NiO-CoO/碳纖維納米刷復(fù)合材料的生長(zhǎng)機(jī)制。NiO-CoO/碳纖維納米刷表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能，因此被用作鋰離子電池的負(fù)極材料。NiO-CoO/碳纖維納米刷可逆比容量為692mAhg-1，在200mAg-1電流密度下循環(huán)200次后，其比容量達(dá)到801mAhg-1，該電極材料具有優(yōu)秀的倍率性能。這主要?dú)w咎于NiO-CoO/碳纖維納米刷獨(dú)特的微納結(jié)構(gòu)，即較好的電子導(dǎo)電

4、碳纖維形成了良好的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，NiO-CoO納米針直接生長(zhǎng)在碳纖維表面上可避免團(tuán)聚和結(jié)構(gòu)坍塌，同時(shí)納米尺寸的電極材料縮短了離子遷移的距離，多重效應(yīng)的綜合作用使NiO-CoO/碳纖維納米刷電極材料發(fā)揮出良好的儲(chǔ)鋰性能。
　　(3)采用簡(jiǎn)單可行的水熱法在碳纖維上合成MoS2納米片，并將其作為鋰離子電池負(fù)極材料來(lái)研究進(jìn)一步研究MoS2/碳纖維復(fù)合材料的電化學(xué)性能，該電極材料具有較高的容量743.43mAhg-1（電流密度為200mAg-1