钴基高性能锂离子电池负极材料 -

标题: 钴基高性能锂离子电池负极材料 [打印本页]

作者: bigbb 时间: 2015-10-13 16:06
标题: 钴基高性能锂离子电池负极材料
锂离子电池具有其它二次电池不可比拟的优势，已经成为支撑新能源发展的重要技术之一，而锂离子电池电极材料的研究是目前锂离子电池研究的重点之一。由于商业化石墨类负极材料的理论比容量仅为372 mAh?g-1，越来越不能满足人们对便携式能源存储装置的要求。在过去的十年里，新型锂离子电池电极材料的开发取得了令人振奋的进展。钴基氧化物（Co3O4、ZnCo2O4）作为锂离子电池负极材料，因具有较高的理论比容量（分别为 890 和 970 mAh?g-1）得到了广泛研究。然而，钴基氧化物负极材料也存在电子电导率比较低、循环性能比较差的问题。从材料纳米化和掺杂改性两个方面进行研究改进，通过构建不同形貌的纳米结构和掺杂其他元素来提高材料储锂性能，并探讨材料的结构、形貌与储锂性能之间的相互关系。主要开展了以下几个方面的研究：一、三维实心绒球状Co3O4的制备及电化学性能测试：采用水热合成法，通过调节反应物浓度、反应温度和反应时间来调控所得Co3O4的形貌，从所得不同形貌Co3O4材料中选出零维纳米颗粒状、一维纳米棒状和三维实心绒球状Co3O4来进行材料表征和锂离子电池电化学性能测试比较。研究结果表明，三维实心绒球状Co3O4具有最优电化学性能，在50 mA/g 充放电30次后比容量仍能保持为970 mAh?g-1。三维实心绒球状Co3O4电化学性能明显优于纳米棒状和纳米颗粒状Co3O4，通过对其成核机理的初步探索发现，其独特的纳微超结构可以缩短Li+嵌入/脱出的传输距离，同时，独特的三维结构能够保证充放电过程中材料的稳定性，从而使其具备较高的比容量、较好的锂离子电池循环和倍率性能。二、纳米菱形阵列状ZnCo2O4/铜网和纳米针形阵列状ZnCo2O4/铜网电极的制备及其电化学性能测试：采用水热合成法，通过对水热反应前铜网集流体酸预处理，对铜网表面进行刻蚀，使得铜网表面具有独特的形貌结构，从而调控水热反应后材料的形貌。分别制备了纳米菱形阵列状ZnCo2O4/铜网电极和纳米针形阵列状ZnCo2O4/铜网电极。研究发现，纳米菱形阵列和纳米针形阵列材料存在一定的关系。通过对水热反应时间的控制，材料首先形成纳米菱形阵列结构，随着水热环境的变化，导致晶体特定晶面的生长，逐渐生长为针形纳米阵列结构。对两者进行锂离子电池电化学性能测试发现，针形纳米阵列状ZnCo2O4和菱形纳米阵列状ZnCo2O4均具有优异的电化学性能，且针形优于菱形，在500 mA/g充放电100次循环后比容量仍能保持为913 mAh?g-1，并且针形纳米阵列的倍率性能优于菱形纳米阵列，这些现象可能是由于，针形纳米阵列状ZnCo2O4是由菱形纳米阵列状ZnCo2O4发展而形成的纳米树结构，在保持菱形纳米阵列稳定结构的同时，比菱形ZnCo2O4具有更小尺寸的ZnCo2O4纳米线，从而减小锂离子在充放电过程中的传输距离，使其具有优异的储锂性能。

作者: nano282 时间: 2015-10-13 22:44
很多锂离子电池材料实验室做的很好，发很多牛文章，为嘛不能工业化？数据造假？还是没那心思？

作者: fiber 时间: 2015-10-14 17:48
挑最好的数据吧，工业上用的一般是最低性能，而文章都是拿最高性能说事。

作者: liuhp90 时间: 2015-10-30 19:06
锂离子电池材料工艺稳定性是个很难解决的问题

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