铜氧族化合物空心纳米材料的制备及其电化学性能研究.pdf

过渡属氧化物纳米材料因电子电导率低、离子传输速率慢、充放电体积变化大等问题约束了其在锂离子电池中的应用。一个有效地解决以上问题的方法是合成具有高比表面和短离子扩散路径的空心结构材料。高比表面能赋予过渡属氧化物纳米材料更多的储锂活性位和与电解液更大的接触面积短离子扩散路径有利于锂离子的快速扩散减小内阻空心结构则可以缓解锂离子在插入脱插过程中造成体积膨胀而导致的结构坍塌问题同时硒化物具有比氧化物更高的电导率。在此本文主要采用化学刻蚀法设计合成和包覆的空心纳米材料并研究了它们的电化学性能。　　基于()纳米线束前驱体采用取代刻蚀法制备了由纳米片构成的多级空心结构。依据()与溶度积的差异可以先得到()核壳结构然后将()核溶解于氨水便得到多级空心纳米材料。将多级空心结构材料组装成锂离子电池电极在首次库伦效率和循环性能等方面多级空心材料电极与纳米粒子电极相比具有更优越的电化学性能。这种多级空心结构赋予材料更加稳定的结构从而提高其电化学性能。　　为使过渡属氧化物锂离子电池电极获得长循环寿命和高倍率性能设计合成整齐有序的维()空心纳米结构阵列是一种行之有效的方法。基于铜基底上()纳米管阵列前驱体采用化学取代法制备了包覆的纳米管阵列薄膜纳米管直径左右长度约几微米。将包覆的纳米管阵列薄膜直接构建锂离子电池电极并研究其电化学性能电化学性能显示在&#;()电流密度下次循环后放电容量为&#;在&#;()和&#;()高倍率下仍然有&#;和&#;的放电比容量比单一纳米管阵列薄膜具有更加优异的电化学性能。纳米管和包覆层的协同作用及其整齐有序的结构促进了包覆层的纳米管阵列薄膜电化学性能的提高。