近年來,對于無機納米材料的電化學(xué)性能及其應(yīng)用方面的研究已逐漸成為當(dāng)今科學(xué)工作者們爭相討論的一個焦點。金屬氧化物作為鋰離子電池的負極材料,因具有理論比容量高、儲量豐富、成本低廉及綠色無污染等特點而受到關(guān)注。但是,此類材料在充放電過程中出現(xiàn)的體積效應(yīng)及導(dǎo)電性較差等問題,依然阻礙著其在儲能材料的應(yīng)用和發(fā)展。碳材料本身具有導(dǎo)電性良好且成本低廉的優(yōu)點,故將金屬氧化物與碳材料復(fù)合是常用到的一種改性方法。因此,本論文設(shè)計制備了幾種金屬氧化物/碳復(fù)合材料,并對其電化學(xué)性能及在鋰離子電池中的應(yīng)用作了相應(yīng)的研究探討。具體內(nèi)容如下:1.鈷酸銅/碳復(fù)合材料電化學(xué)性能的研究及其在儲能材料的應(yīng)用鈷酸銅（CuCo₂O₄）因具有理論比容量較高及導(dǎo)電性良好等特點而常被用作鋰離子電池的負極材料。但是CuCo₂O₄在充放電過程中易出現(xiàn)容量快速衰減問題,而影響著其實際應(yīng)用,故對于此材料的制備和電化學(xué)性能的改進有待進一步探討�；诖�,通過一個簡便的水浴方法,使用一種金屬有機框架（MOF）結(jié)構(gòu)為前軀體合成了碳包覆的多孔CuCo₂

【文章來源】：西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：54 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

CCP的制備示意圖

4與碳的復(fù)合物(簡寫為CCP)。圖3.2 (a, b) Cu-Co-ZIF的SEM圖, (c, d) CCP的SEM圖, (e) Cu-Co-ZIF和(f) CCP的XRD圖Fig. 3.2 SEM images of (a and b) Cu-Co-ZIF and (c and d) CCP. XRD patterns of (e) Cu-Co-ZIFand (f) CCP為了進一步證明復(fù)合材料中碳的存在，我們對其進行了拉曼光譜測試。如圖3.3a所示，在1330 cm-1和1590 cm-1處的兩個拉曼峰代表碳原子sp2雜化時的2D六方晶格。[51, 52]在477 cm-1和681 cm-1處的拉曼峰是歸因于樣品晶體結(jié)構(gòu)中Co-O鍵的形成，說明我們成功合成了CCP復(fù)合材料。此外，由于樣品是以硅片為基底進行測試，故會出現(xiàn)硅片的拉曼特征峰，標記為“*”。[53]同樣，我們將對照組的材料(命名為NMC)做了相應(yīng)的拉曼光譜測試，見圖3.3a。既然XRD和拉曼測試都表明了碳是存在于復(fù)合材料之中的

西南大學(xué)碩士學(xué)位論文10圖3.3 (a) CCP和NMC的拉曼測試圖, (b) CCP在空氣氣氛下的TGA圖Fig. 3.3 (a) Raman spectrum of CCP (line a) and NMC (line b). (b) TGA curve of CCP tested in theair圖3.4 CCP的元素成像圖Fig. 3.4 Elemental mapping images of the CCP sample如圖3.5(a-b)，透射電子顯微鏡測試(TEM)顯示，CCP多面體材料是由許多納米小顆粒組成的多孔結(jié)構(gòu)，且其表面被薄薄的碳層包裹。圖3.5c是高分辨TEM(HRTEM)測試結(jié)果， 0.24 nm和0.20 nm的晶格間距分別對應(yīng)于CuCo2O4晶體結(jié)構(gòu)的(311)和(400)晶面。圖3.5d所示的選區(qū)電子衍射(SAED)測試結(jié)果與HRTEM的測定結(jié)果相符。同時，我們對NMC的前軀體也進行了表面形貌表征，可以觀察到其具有不規(guī)則的形貌(圖3.6a)。如圖3.6b，其前軀體經(jīng)過煅燒處理之后的形貌遭到破壞

【參考文獻】：
期刊論文
[1]關(guān)于我國建筑節(jié)能采暖通風(fēng)措施的探究[J]. 崔光.  黑龍江科技信息. 2016(07)
[2]生物模板法合成鋰離子電池電極材料研究進展[J]. 夏陽,方如意,施思,梁初,張俊,黃輝,陶新永,甘永平,張文魁.  材料導(dǎo)報. 2016(01)
[3]鋰離子電池3d過渡金屬氧化物負極微/納米材料[J]. 陳欣,張乃慶,孫克寧.  化學(xué)進展. 2011(10)

碩士論文
[1]鐵和錫基氧化物及其碳復(fù)合材料作為鋰離子電池負極材料的研究與應(yīng)用[D]. 劉浩.浙江大學(xué) 2016



本文編號：3460720