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纳米氧化锌脱硫及脱硫产物转化为电极材料的研究

吴路晶  
【摘要】:近年来,金属硫化物基于其高的理论比容量、低成本、绿色无污染等优点,作为锂离子电池和钠离子电池的电极材料已被视为最有希望的负极材料。现通过制备形貌结构良好的材料,以此来提高电化学性能。首先利用均匀沉淀法制备棒状纳米氧化锌,探究不同反应时间和温度对于材料的影响,当温度为60℃,时间为6 h时,得到均匀分布、直径为150-200 nm的棒状氧化锌;经过探究在90℃下反应1 h,陈化12 h,得到粒径均匀的球状氧化锌。将制备的棒状氧化锌和球状氧化锌进行脱硫,在脱硫温度为350℃,气速为40 sccm下,探究不同的脱硫时间对于脱硫产物的影响,随着脱硫时间的增长产物的空心结构越来越明显,在40 h下得到最优的空心结构。利用棒状脱硫产物转化得到空心棒状硫化铜,将其作为钠离子电池的电极材料时,在电流密度为0.1 A·g~(-1)时,初始比容量为456.9 m Ah·g~(-1),首次库仑效率高达91.6%,经过60次循环后比容量为392.5 m Ah·g~(-1),容量保持率达到86%;当其作为负极材料应用于锂离子电池,在电流密度为0.1 A·g~(-1)时,其首次比容量为1478.6m Ah·g~(-1),经过450次循环后比容量为706.1 m Ah·g~(-1),容量保持率为48%。经过转化得到空心球状硫化铜,将其作为钠离子电池的电极材料时,在电流密度为0.1 A·g~(-1)时,初始比容量为467.7 m Ah·g~(-1),首次库仑效率为71.78%,经过60次循环后比容量为272.9 m Ah·g~(-1),容量保持率达到58%;当其作为负极材料应用于锂离子电池,在电流密度为0.1 A·g~(-1)时,其首次比容量为1004.2 m Ah·g~(-1),经过500次循环后比容量为440.7 m Ah·g~(-1),容量保持率为44%。图35幅;表2个;参145篇。


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