PPy含量对Fe2O3/PPy锂离子电池负极材料性能的影响
2019-01-21何声太吴垚震
天津工业大学学报 2018年6期
关键词:复合材料
何声太,吴垚震,高 海
(天津工业大学 天津市先进纤维与储能技术重点实验室,天津 300387)
伴随着便携式电子产品的增长,对拥有优越电化学性能的可充电电池提出了更高要求.其中,高能量密度的锂离子电池受到广泛欢迎,被应用于各种电子设备,拥有十分良好的发展前景[1-2].而石墨作为传统负极材料,提供的理论比容量仅为372 mA·h/g,一定程度上限制了其进一步的应用[3].近年来,金属氧化物材料以其良好的化学稳定性和较高的理论比容量而受到高度重视.其中,α-Fe2O3纳米材料的理论容量达到1 006 mA·h/g,还具有成本低、环保、资源丰富等优点,预计将满足未来能源储存的要求[4-5].但是,Fe2O3在嵌脱锂过程中有着巨大的体积变化,导致材料团聚和粉碎,最终造成电池严重的容量损失,同时其导电性较差,不利于电子的高效传输.为了解决这些问题,一方面,研究人员制备了不同形貌和结构的Fe2O3负极材料,例如Fe2O3纳米粒子、棒状结构、片状结构、花状结构、中空球结构、管状结构等[6-11];另一方面是将Fe2O3与碳类材料复合[12].
在锂离子电池中常用的碳材料有碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯、导电聚合物等[13-19].其中,吡咯以其合成简单、成本低、电子导电性好等优点,被认为是最有前景的导电聚合物之一,广泛用于电极材料的涂层来提高电极的结构稳定些.研究表明,聚吡咯(PPy)具有良好的力学性能和化学稳定性,在电化学反应中作为保护层能够抑制电极材料团聚和溶解,增强材料导电性,可以……
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