溶膠-凝膠法制備納米NiO及電化學性能研究.pdf

1、分類號密級UDC編號碩士學位論文溶膠凝膠法制備納米NiO及電化學性能研究學位申請人：朱金娥指導教師：趙勝利副教授文九巴教授學科專業(yè)：業(yè)：材料學學位類別：別：工學2011年4月摘要論文題目：論文題目：溶膠溶膠凝膠法制備納米凝膠法制備納米NiO及電化學性能研究及電化學性能研究專業(yè)：業(yè)：材料學材料學研究生：生：朱金娥朱金娥指導教師：指導教師：趙勝利趙勝利文九巴文九巴摘要NiO是典型的過渡金屬氧化物，在電致變色、催化劑、熱氣敏傳感等方面的研究已

2、相對成熟，但關于納米NiO作為鋰離子電池新型高性能負極材料的報道較少。溶膠凝膠法具有化學計量容易控制、設備簡單、成本低等優(yōu)點，受到廣泛關注。本文以鎳鹽為鎳源，高分子聚合物為螯合劑，去離子水為溶劑在一定溫度下合成溶膠，采用旋轉涂布法在基體上沉積薄膜，結合熱處理工藝制備NiO薄膜?？疾烊苣z粘度、干燥條件、升溫速率和燒結溫度對NiO薄膜表面形貌的影響。研究了燒結過程中前驅體的熱分解行為，并考察了燒結溫度對薄膜結構和電化學性能的影響。通過電化學

3、阻抗技術初步探討了NiO與Li的反應機理。此外，進一步采用溶膠凝膠法獲得了納米NiO粉體，考察了燒結溫度對NiO粉體形貌、結構和電化學性能的影響。主要得到以下結論：1.以聚丙烯酸(PAA)為螯合劑，醋酸鎳為鎳源，加入去離子水通過高分子絡合過程在一定溫度下合成了均勻穩(wěn)定的溶膠。干凝膠前驅體在450℃時有機物基本分解完全并逐步形成NiO晶體結構。隨著燒結溫度升高，晶粒尺寸逐漸增大且晶體結構趨于完整。2.隨著溶膠粘度降低、干燥溫度升高和升溫速

4、率降低，溶膠中的水分和有機物揮發(fā)更加充分，薄膜表面形貌更加致密、光滑。以粘度為5.45cst的溶膠沉積的溶膠薄膜，經200℃干燥后以0.5℃min的升溫速率至燒結溫度獲得了表面光滑致密，無氣孔和裂紋NiO薄膜。3.隨著燒結溫度升高，薄膜表面顆粒逐漸長大，晶體結構趨于完善。500℃燒結2h得到的NiO晶體結構完整，薄膜表面粒徑分布均勻，光滑致密。該薄膜在0.01mAcm2的電流密度下，首次放電比容量達1174mAhg，且在循環(huán)過程中容量損