鋰離子電池電極材料的合成及磷酸鐵鋰材料的應用研究.pdf

1、鋰離子電池是功能材料和電化學學科在能量存儲領域研發(fā)成功的應用例子之一。隨著應用領域的不斷拓展，對鋰離子電池的容量、功率和安全性能的要求越來越高。鋰離子電池性能的改善主要取決于正、負極材料能量密度和循環(huán)壽命。目前鋰離子電池廣泛采用的石墨類碳負極材料的理論比容量較低(石墨為372mAh/g)，開發(fā)新型的負極材料已成為當前的研究熱點。另外，隨著當今能源的緊張，能源消耗大戶-汽車行業(yè)也隨之開始發(fā)展新能源汽車-電動車或混合電動車。磷酸鐵鋰電池因為

2、其安全，環(huán)保，低廉，長壽命，大容量的諸多優(yōu)點而逐漸受到人們的重視，其最終將逐步取代鉛酸動力電池，目前已經(jīng)是新能源領域的投資熱點。因此磷酸鐵鋰材料的應用研究也成為當前的研究重點。
　　 本文以鋰離子電池負極材料NiO/MWCNTS，CoS2和NiS為研究體系，對其合成，改性和電化學性質(zhì)等方面進行了研究和探討，同時對磷酸鐵鋰材料在動力電池中的應用也進行了初步研究。詳細內(nèi)容如下：
　　 (1)通過沉淀法合成納米NiO，將其通過

3、超聲波振蕩法分散包覆在經(jīng)過酸處理的多壁碳納米管表面上，經(jīng)過高溫后得到NiO/多壁碳納米管(MWCNTS)復合材料。對其進行了結(jié)構(gòu)表征和電化學性能研究，結(jié)果表明：目標產(chǎn)物為純NiO和MWCNTS的復合，NiO顆粒大小為20nm左右，當NiO含量為55％時，該復合材料30次循環(huán)后放電容量能維持在820mAh·g-1以上，遠高于純化后的碳納米管，顯示了優(yōu)異的循環(huán)性能。
　　 (2)利用水熱法，以六水合氯化鈷(CoCl2·6H2O，純度

4、99％)、各種硫源為反應物，PVP作分散劑，去離子水為溶劑合成了具有黃鐵礦結(jié)構(gòu)的CoS2納米粉體，電化學性能測試結(jié)果表明，CoS2在鋰離子電池負極材料領域有一定的研究價值，由于其電壓平臺較高，作為正極材料亦可，值得深入研究。
　　 (3)采用水熱法合成了NiS。在水熱法中，以六水氯化鎳和硫脲為原料，PVP為模板劑，制得了NiS納米棒，同樣條件下，以PEG作模板劑，沒有棒生成，電化學性能測試表明：以PVP為模板劑制得的NiS納米棒