四氧化三鈷納米材料的制備及其電化學性能研究.pdf

1、鋰離子電池以其容量大、壽命長等優(yōu)點,已經成為便攜式電子設備主要的電源選擇。為了進一步滿足人們對更高性能的鋰離子電池的需求,尋找具有更優(yōu)異電化學特性的替代電極材料是一個有效的解決方案。四氧化三鈷是一種極具潛力的鋰離子負極材料,其理論容量高達890mAh/g。此外,人們還發(fā)現(xiàn)具有納米結構的電極材料與傳統(tǒng)塊體電極材料相比,能夠表現(xiàn)出更優(yōu)異的儲鋰性能。本論文中,通過化學方法合成了四氧化三鈷納米材料,并對其電化學性能進行了研究。
　　通過水

2、熱熱解法的合成思路成功在銅片上生長了多孔的四氧化三鈷樣品。該四氧化三鈷樣品的形貌呈中心對稱的六腳形結構。對六腳形四氧化三鈷樣品進行恒流充放電測試,在100mA/g電流密度下,循環(huán)30次之后容量達到900mAh/g。這要歸結于樣品獨特的納米結構和與銅片的良好接觸。對六腳形四氧化三鈷進行碳包覆處理之后,在相同測試條件下,循環(huán)30次后樣品的容量達到1200mAh/g,且倍率特性也相比碳包覆之前有所提高。實驗結果表明,碳包覆可以提高電極材料的導

3、電性,有利于鋰離子的嵌入脫出。
　　按照相同的合成思路成功在碳布上生長了四氧化三鈷陣列結構。該陣列由許多緊密連結在碳纖維上的梳狀分支組成,并具有極好的柔性。對四氧化三鈷陣列進行恒流充放電測試,100mA/g電流密度下,循環(huán)40次之后容量達到819mAh/g。在不同電流密度下進行倍率性能測試,當以800mA/g的電流放電時,容量仍有421.6mAh/g。四氧化三鈷陣列表現(xiàn)出的高容量、穩(wěn)定的循環(huán)性和優(yōu)異的倍率特性要得益于其獨特的形貌和