一維納米結(jié)構(gòu)銻化鋅的合成及其作為鋰離子電池負(fù)極材料的應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái)，將納米結(jié)構(gòu)的電極材料應(yīng)用于鋰離子電池已經(jīng)成為電池研究領(lǐng)域一個(gè)熱門(mén)的方向。納米電極材料，能夠在一定程度上突破微米材料存在的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)限制，從而有望實(shí)現(xiàn)電池性能的大幅度提高。一維納米結(jié)構(gòu)的電極材料在作為鋰離子電池電極材料的應(yīng)用中具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。首先，一維納米材料具有較小的徑向尺寸和較大的軸向尺寸，這保證了電子能夠在軸向較好傳導(dǎo)的同時(shí)，鋰離子也能在徑向更快的嵌入脫出，從而有利于提高電極材料的倍率性能。另外，一維納米材料的細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)

2、有利于釋放充放電過(guò)程中因體積膨脹和收縮帶來(lái)的應(yīng)力，因此有利于提高電極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和循環(huán)性能。
　　我們利用化學(xué)氣相沉積(CVD)法，以三氯化銻(SbCl3)和氯化鋅(ZnCl2)分別作為銻源和鋅源，以氬氣和氫氣作為載氣和反應(yīng)氣，通過(guò)控制溫度、氣流、基片、晶種、壓力等反應(yīng)因素，直接在銅箔上沉積了納米棒、納米線和納米管等一系列一維納米形貌的銻化鋅(Zn4Sb3)材料，并對(duì)其形成機(jī)理做了探討。在合成中，預(yù)先在銅箔上鋪上適量ZnCl2

3、晶種對(duì)于一維銻化鋅的合成至關(guān)重要。另外，體系壓力也是調(diào)節(jié)一維銻化鋅形貌的重要因素。在約75～100 Pa壓力范圍內(nèi)，所得銻化鋅的形貌主要為納米棒;在約150～300 Pa壓力范圍內(nèi)，形貌主要為納米線;而在約500～800 Pa壓力范圍內(nèi)，形貌主要為納米管。
　　我們將上述沉積有銻化鋅材料的銅箔直接作為鋰離子電池的負(fù)極材料組裝電池，而不需要加入導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑等添加劑，也不需要經(jīng)過(guò)繁瑣的研磨、調(diào)漿、涂布和烘干等傳統(tǒng)制作電極的工序，因而