氧化锌基负极材料和富锂锰基正极材料的锂存储特性研究

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1、氧化锌基负极材料和富锂锰基正极材料的锂存储特性研究氧化锌作为负极材料应用于锂离子电池中凭其高的理论比容量引起广泛的研究关注。但是,氧化锌基负极材料较差的循环和倍率性能严重阻碍了其发展前景。本文首先利用液相吸附法合成ZnO-NiO-CuO双壳层空心2构微米球,然后再以表面活性剂协助法包覆石墨烯。受益于其独特的结构（双层壳结构、较大的比表面积、石墨烯包覆和纳米颗粒组成单元）,石墨烯包覆ZnO-NiO-CuCK壳层空心结构微米球作为负极材料时展现出优异的电化学性能。商用正极材料价格较高,工作电压较低,比容量较低严重阻碍了锂离子电池应用前景。本文利用水热法合成锰镍钴碳酸盐前驱体,随后混入不同的锂源煅

2、烧形成富锂锰基正极材料,展示出规律的锂存储性能。主要研究内容和结果如下:（1）基于实验室先前的工作,柠檬酸锌实心球通过一步法制得。在超声条件下将柠檬酸锌微米球浸入硫酸铜溶液中陈化1h,然后同样条件下浸入硝酸镍溶液陈化1h,生成柠檬酸镍铜双壳层空心微米球前驱体。然后通过500c条件下煨烧2h得到ZnO-NiO-CuCK壳层空心微米球。作为锂离子电池负极材料，ZnO-NiO-CuO双壳层空心微米球在0.1Ag^-1电流密度条件下循环170圈比容量为350mAhg^-1。（2）将ZnO-NiO-CuO双壳层空心微米球分散于氧化石墨烯溶液中，随后逐滴加入CTA

3、B§液形成氧化石墨烯包覆ZnO-NiO-Cu狈壳层空心微米球的复合材料。最后,经过500℃氩气条件下热处理2h生成还原氧化石墨烯包覆的ZnO-NiO-CuO双壳层空心微米球的复合材料。石墨烯的复合修饰使其电化学性能有了一定的提升。1Ag^-1电流密度条件下循环100次,比容量可以达到560mAhg^-1;在3Ag^-1大电流密度条件下充放电时，比容量可以达到366mAhg^-1。(3)通过水热法合成三元碳酸盐前驱体,随后与锂盐混合在空气中煅烧合成富锂锰基三元正极材料(Li1.2Ni0.13Mn0.54Co0.13

4、O2),并对该类材料的晶体结构、形貌、首次充放电机理及循环性能进行了系统的表征。研究发现随着掺锂量的增加,该类材料比容量增加,但循环稳定性能下降。在0.2Ag^-1电流密度条件下循环100次,比容量可以达到183mAhg^-1。