硅基氧化物中空納米結(jié)構(gòu)鋰離子電池負極材料的制備、表征及應用.pdf

1、近年來，便攜式電子設備和電動汽車（混合動力汽車）的高速發(fā)展對于鋰離子電池的性能提出了更高的要求，從而推動了研究高比容量、長壽命鋰離子電池負極材料的研究。作為鋰離子電池的負極材料，中空納米結(jié)構(gòu)具有其獨特的優(yōu)勢，能表現(xiàn)出穩(wěn)定的循環(huán)性能、較高的比容量以及倍率性能，被認為是長循環(huán)壽命、高比能量密度以及高功率密度的鋰離子動力電池的理想選擇之一。
　　本論文提出了以水溶性Na2SiF6為模板制備高性能的中空納米結(jié)構(gòu)（如:Si與CoO）的負極材

2、料的新方法。同時，通過簡單的化學包覆方法大量制備了中空蛋黃-蛋殼型納米復合結(jié)構(gòu)（如:Si@C和Fe2O3@C）的負極材料。由于獨特的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，上述中空納米結(jié)構(gòu)的硅基和過渡金屬氧化物負極材料表現(xiàn)出了較好的電化學性能。本論文的主要創(chuàng)新結(jié)果如下:
　　(1)以聚丙烯酸(PAA)為軟模板，通過調(diào)節(jié)PAA的濃度，獲得了形貌可控的Na2SiF6納米結(jié)構(gòu)。主要包括Na2SiF6納米管與納米紡錘狀結(jié)構(gòu)。
　　(2)采用水溶性的Na2SiF6

3、納米紡錘結(jié)構(gòu)為模板，用過射頻濺射的方法制備了Si的中空納米紡錘結(jié)構(gòu)的薄膜。與純Si的薄膜相比，Si的中空納米紡錘結(jié)構(gòu)的薄膜負極材料表現(xiàn)出了較高的比容量和優(yōu)越的循環(huán)性能。利用相似的方法我們還制備了CoO的中空納米紡錘結(jié)構(gòu)的薄膜。作為鋰離子電池的負極材料，CoO的中空納米紡錘結(jié)構(gòu)的薄膜也表現(xiàn)出了優(yōu)越的循環(huán)性能和較高的比容量。
　　(3)以Si納米顆粒為核心，通過St(o)ber法在Si顆粒外面包覆一層SiO2，然后通過熱分解的方法在S