文档介绍：复旦大学
博士后学位论文
锂离子薄膜电池纳米负极材料的制备及其性能的研究
姓名:努丽燕娜
申请学位级别:博士后
专业:电子科学与技术
指导教师:华中一
20030601
锂离子薄膜电池纳米负极材料的制各及其性能的研究摘要二十世纪年代,纳米材料在锂离子电池中的应用取得了较大缴展。以纳米末季秘、纳米复合挂辩G讹裎镏剩鲇杵涮卣榈溺拭孜⒗斫峁辜靶熙鎏瓣加有效追穗离材料酶充敖电速率、可邋嵌铿容量和循环性能。继米活性材料所具有的比表硒大、锂离子嵌入脱出深胰小、行程短的特性,使电极在大电流下充放电极化程度小、可逆容量高、循环寿命长;纳米材料的高空隙率为有辊滚帮分子瓣透移挺貘了羹囊空闻,使毒攘溶裁其毒蓬盎;瘸炭碗ぃ讼昊键离子的嵌入脱出提供了大量的空间,谶一步提高嵌锂容量及能量密度。随着锂离予电池在便携式电子设备等方面的广泛应用,微型锂离子电池薄膜魄摄耪鹣的磅究成为透寒麴热点之一。本文力求寻拨毅瓣纳米材鹋、缡寒复合奉孝料作为锺离予电沲盼负缀材料,使其在澍铿的低电位处具有高的嫒萘俊第⋯次循环中小的容量损失和良好的循环性能。此外,述尝试用不同的方法制备薄膜材料,寻求制备锂离予电池薄膜电极材料简单、麓效的方法。本报告主要惫籍臻下豹磷究成莱:捎谜婵照舴⒍颇に鹾霞尤妊趸姆椒ㄖ频昧四擅拙У难趸脱趸镍薄膜。对氧化踢薄膜,馐越峁砻鳎婵杖日舴⒊粱诤称系慕则褥副蚐幕旌衔铮碨。《。馐员砻鞅∧び赡擅琢径、分布均匀的颗粒组成,粒径大小随氧化温度的升高而变大。充放电结果显示,与文献中报道其它方法制备的氧化锡薄膜相比,蚐叽郎痰姆诺容豢霸葑豁循环毪能。晓薄簇毫校毫纯孥穗能不霞与缝戚薄簇鲍鬏筏粒径有/仄鹗寂嫒萘坑ト萘跨俪峙省B堆趸怃琗测试显示,观测到的衍射蟓与立方绿镍结构的芎玫囟杂Α结果表明形成了粒径无序颗粒的薄膜。电化学结果驻示,制得的薄膜电极在痝的起始可遒容量,窝泛罂衫サ目遂鸯量;在∞电瀛下,电辍餐毒%弱容量僳特率。与文献中报道其它方法制备的氧化镍薄膜电极相比,具有较高的放电窬蹩和较好的循环性能。薄膜电极优异的电化学性能与组成电极的纳米颗粒和较薄的屯极厚发有关。这部分王终熬完戏为我稍剩各缡米粒径豹受缀枣孝鼗,提离犍秘戆毫铯学瞧戆,提、。醮宽嘞路止懈罴酒髁朔毂猄粒,~关,也受到,相对含量的影响。簸中,在氧化而得的膜魄极具有最好的电化学性能。当电流密度高达¨’保缂杂萾电流下,肖矮在在~摘要
峁砻鞯玫搅嗣挥锌锥从肓逊斓谋∧ぃ珻琌。与,1∧び闪>段捎寐龀寮す獬粱技术制备了不同/摩尔配比的鏞,·逆容量。馐韵允驹诖伺浔认虏薢琌。的化合物。峁砻鳎。薄膜由粒径大小在~稚⒕鹊那蛐涂帕K槌伞痁复合薄膜电极良好的电化学性能与。的组分及其分散均匀的纳米颗粒有完成促使我们制备多组分复合氧化物作为锂离子电池的负极材料。同时也表明,际跏侵票革胱拥绯氐缂ū∧げ牧弦恢址奖恪⒂行У姆椒āü鹗袅蛩嵫蔚挠谢芤褐械缁С粱癒水溶液中电化学氧化的方法,在不锈钢基片上制各了铁酸盐:、和∧ぁ⒎植季鹊目帕W槌伞琌。薄膜则显现出象花一样不同的形貌。电化学结果表明,三种薄膜材料具有痝的起始可逆容量,循环后仍有%以上的可逆容量。其中,:1∧さ缂ň哂凶詈玫牡缁虲材料除了广泛应用在电学、磁学和光学领域之外,也可以作为一种新型的负极材料,应用在锂离子电池中。此外,使用电化学方法可在大面积基片上沉积均匀的氧化物薄膜,特别值得指出的是,电化学过程可在室温下制备氧化物,对环境是十分有益的:实验条件也要求不高,成本较低。A私档吞嵫尾牧献魑o胱拥绯馗杭ú牧系某浞诺绲缪梗捎肞技术制备了∧ず虯.、薄膜,首次报道了这些薄膜电极与锂反应的电化学行为。电化学结果表明,这些薄膜电极在痝的起始可逆容量,窝泛罂杀3サ目赡嫒萘俊S隯琌。薄膜电极相比,。,.、薄膜电极均具有较高的可逆容量。其中,,:1∧さ缂鹗伎赡嫒萘看锏搅出良好的电化学性能,可作为锂离子电池一种很有希望的负极材料。供了重要的技术储备。。时有/钠鹗伎赡嫒萘浚窝泛罂杀3サ目关。因此,:有可能作为锂离子电池一种新型的负极材料。这部分工作的馐韵允痉直鹬频昧肆⒎浇峁沟腃!%:退姆浇峁沟腃篛。。性能,窝泛螅杂サ目赡嫒萘俊I鲜鼋峁砻鳎嵫蜯。对锂的低电位处./呈现出高的可逆容量。,1∧さ缂有循环后仍能保持%的可逆容量。较好的电化学性能可能与组成薄膜的化合物为分散均匀的纳米颗粒以及锂化后耄琙篛。电极非晶态的形貌有关。另外,金属搀杂改变电化学反应过程的作用也是至关重要的。这些薄膜材料呈现0搴铣煞椒ㄊ墙昀匆逊⒄钩晌V票感滦湍擅捉峁共牧辖衔<虻サ复合薄膜。电化学结果表明,/.浔仁备春媳∧さ缂允咀詈玫男阅埽在痝,摘要~
方法,其中,秽孔氧化铝膜阏其独特的多孔结构,可作为制备纳米材料的模板。制备出的模板材料具有独特的优点。本文以孔径的氧化铝为援裁,逶过毫纯学沉积巍戴亿载方法裁鍪了:薄貘,遴~步遴