负极材料WO3和MoO2/rGO的合成及电化学性能研究

来源 :南开大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaoyuzhang
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锂离子电池作为一种新型的高效绿色二次电池,具有电压高、能量密度大、循环性能好、自放电小及无记忆效应等突出优点,是具有重要意义的高效绿色产品。其中电极材料是决定锂离子电池综合性能优劣的关键因素,开发新一代高性能电极材料对高性能锂离子电池的研究及应用有重大意义。目前,过渡金属氧化物作为锂离子二次电池负极材料逐渐引起人们的重视。   本文利用水热法,分别以钨酸钠为钨源,有机酸富马酸为酸源一步合成出纯相的WO3·0.33H2O。文中系统探究了原料浓度、合成温度对材料结构与形貌的影响,并且依据时间变化推测出菊花状结构的形成机理。结果表明:菊花状结构形成的最佳条件为180℃水热处理12 h。对水热2 h得到的饼状结构和菊花状结构的WO3·0.33H2O进行电化学性能测试,由于分等级结构的特殊性,菊花状结构的WO3·0.33H2O表现出较好的电化学性能。当对菊花状结构的材料在550℃煅烧处理,可得到单斜相的纯相WO3,其很好的保持了前驱体的形貌。同时,利用化学沉淀.热处理方法合成了纳米片结构的WO3。分别对二者进行了电化学和气敏性能研究。研究发现:在电化学测试中,菊花状结构的WO3借助于微纳米结构的协同作用,体现出比纳米片更好的性能。在气敏性能测试中,由于水热合成的菊花状结构的WO3具有较好的结晶度,其晶格缺陷比化学沉淀法得到的WO3少,使乙醇气体更容易在其表面吸附与脱附。   MOO2作为另一重要的过渡金属氧化物,其作为锂离子电池负极材料是当今的研究热点之一。为改善金属氧化物作为负极材料循环稳定性差,且倍率性能低等缺点,本论文引入石墨烯(rGO),采用水热法制备无定形MOO2/rGO复合物。石墨烯均匀的分布于二氧化钼颗粒的表面,形成3D导电网络,提高了材料的电子电导率,从而,材料的循环稳定性及倍率性能得到改善。循环30周后,容量仍保持在600 mAh g-1以上。
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