安徽鋰電池中不銹鋼絲網(wǎng)的使用

安徽鋰電池中不銹鋼絲網(wǎng)的使用

為了應(yīng)對(duì)能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題,需研究和開發(fā)具有高功率密度、高能量密度的鋰離子電池,高比容量負(fù)極材料的研究具有重要意義。其中具有高理論容量的鈷基負(fù)極材料在充放電過(guò)程中伴隨嚴(yán)重的體積膨脹、粉化現(xiàn)象導(dǎo)致循環(huán)穩(wěn)定性差。為了更好地改善鈷基負(fù)極材料的性能缺陷,本課題研究在不銹鋼網(wǎng)表面生長(zhǎng)Co-MOF前驅(qū)體,并結(jié)合熱處理過(guò)程制備納米結(jié)構(gòu)Co3O4,并通過(guò)摻雜Cu/Sn元素以提高材料的儲(chǔ)能性能。通過(guò)多種表征方式對(duì)MOF衍生多孔納米材料的微觀結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成進(jìn)行分析,并研究?jī)?chǔ)能性能與儲(chǔ)鋰機(jī)理。

當(dāng)反應(yīng)溶液中的Cu2+與Co2+濃度比為1:3時(shí),所得到的Cu/Co-MOF前驅(qū)體在*佳熱處理溫度450℃進(jìn)行反應(yīng),其衍生的Cu/Co原子比為1:3.36的（Cu/Co）3O4@SSM-25具有較為理想的二維多孔納米片結(jié)構(gòu)以及優(yōu)異的儲(chǔ)能性能。在200 m A/g電流密度下經(jīng)50次循環(huán)后,其可逆放電及充電比容量高達(dá)2212和2163 m Ah/g,庫(kù)倫效率約為97.8%。在2 A/g的大電流密度下經(jīng)150次快速充放電后,仍具有高達(dá)1893和1856 m Ah/g的放電、充電比容量,庫(kù)倫效率約為98.1%,表明其具備優(yōu)異的快速充放電性能及較高的儲(chǔ)鋰容量。

Sn2+對(duì)MOF前驅(qū)體的微觀形貌及結(jié)構(gòu)可起到一定的調(diào)控作用,當(dāng)反應(yīng)溶液中Co2+與Sn2+摩爾比為1:2時(shí),所制備的（Co/Sn）3O4@SSM多孔納米棒具有優(yōu)異的電化學(xué)儲(chǔ)能表現(xiàn)。在500 m A/g的電流密度下,經(jīng)100次充放電循環(huán)后仍可保持2137、2090 m Ah/g的放電、充電比容量。同時(shí),材料具有優(yōu)異的倍率性能,當(dāng)電流密度為10 A/g時(shí)仍可保持1563與1537 m Ah/g的平均放電、充電比容量,庫(kù)倫效率高達(dá)98.3%。Sn元素?fù)诫s有效地提高了材料的儲(chǔ)鋰性能。

通過(guò)MOF衍生獲得Cu摻雜納米結(jié)構(gòu)Co3O4,有效地提高了電子導(dǎo)電率和電荷轉(zhuǎn)移速度,使材料的儲(chǔ)鋰性能有了明顯的提升。Sn摻雜Co3O4使材料結(jié)構(gòu)納米化程度更高,促進(jìn)了離子交換反應(yīng)的進(jìn)行,減少了不可逆的容量損失,提高了材料的儲(chǔ)鋰容量。

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