NiO/TiO2-B复合纳米带的制备与性能表征

来源 :齐鲁工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Sophie_LGH
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近年来,锂离子电池由于具有工作电压高、比能量大、自放电小、循环寿命长、无记忆效应、良好的安全性能和环境相容性得到了突飞猛进的发展,在便携式电子器件、电动汽车、移动电话等方面得到了广泛的应用。锂离子电池的性能指标也不断提高,负极材料已经由最初的石油焦发展到嵌锂脱锂性能更加优异的石墨微球和廉价易得的球状石墨材料。随着科技发展和社会进步,我们需要具有更好的安全性能和成本更低的电池负极材料。早期时候,金属氧化物材料很少作为锂离子电池负极材料得到研究,现在,Ti、Co、Ni、Mn、Cu、Fe等金属氧化物的纳米结构都已经在锂离子电池负极中得到了研究。其中 TiO2由于具有低成本、良好的化学稳定性、相对较高的储锂容量以及非常优良的倍率性能和安全性能得到了较多的研究。  一维结构的二氧化钛纳米带形貌结构不同于传统块体材料,材料的比表面积比较大,长径比高,增加了电解液/电极材料的接触面积,提高了电池单位表面积的电流密度,提高电池的充电-放电倍率,而锂离子嵌入和脱出 TiO2后,材料晶格结构发生的变化几乎可以忽略,从而增加结构的稳定性,延长了使用寿命。但是,TiO2本身的离子传导率和电子传导率比较低,这限制了其在锂离子电池中的应用。本研究在制备出TiO2-B纳米带的基础上,引入氧化镍,制备出了具有一维-二维复合结构纳米带,在此基础上,研究了复合材料的电化学性能。  本研究的主要内容和结论如下:  (1)在目前研究的基础上,探索了制备良好形貌结构的二氧化钛纳米带的实验条件。发现在水热时间为72 h、温度为180℃及煅烧温度为400℃时制备出的纳米带形貌结构最好。并探索了纳米带的电化学性能。  (2)在制备出 TiO2纳米带的基础上,将氧化镍颗粒负载在纳米带上,制备出具有复合结构的纳米材料,研究了电化学性能,发现引入氧化镍提高了复合纳米带的比容量。  (3)在负载改性的基础上,改变制备工艺条件,成功制备出具有一维-二维复合结构纳米带,并探索其电化学性能。实践证明,所制备的复合纳米带,电化学性能得到了提高。但是复合纳米带的电化学性能并不是与氧化镍的含量成正比,采用0.4 g尿素负载氧化镍时,合成的样品在具有较高的容量的同时循环性能相对较好。
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