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锂离子电池CoO多孔纳米片阵列/碳布柔性负极材料

2021-12-15范保艳刘晓燕

人工晶体学报 2021年11期
关键词:复合材料

望 军,赵 雨,范保艳,张 均,邢 安,刘晓燕

(重庆科技学院冶金与材料工程学院,重庆 401331)

0 引 言

当今,便携式电子设备受到追捧,可穿戴电子产品也应运而生,与这类产品配套的储能装置必须具备体积小、重量轻、柔性[1-3]等特点。显然,传统的锂离子电池无法满足上述要求。

碳布价格低廉、化学稳定性好、机械强度和柔韧性优良、导电性高,因而能够用于柔性锂离子电池负极的基体材料[4-6]。过渡金属氧化物负极材料具有高的理论比容量[7-8],被认为是具有吸引力的锂离子电池负极替代材料,其中CoO[9-11]的理论容量为715 mAh·g-1,远高于目前的锂电池负极材料石墨,且储量丰富,容易制备,但CoO也有一些缺点,比如充放电过程中伴随着大的体积效应从而导致其循环性能下降。

本文报道了通过水热法及惰性气体中高温煅烧处理的两步工艺,在碳布上生长CoO多孔纳米片,而获得一种具有三维立体结构的CoO多孔纳米片阵列/碳布复合电极材料,这种三维立体结构使得CoO多孔纳米片的体积效应得以缓解,具有较大的活性比表面积,从而使得该复合电极材料具有较高的储锂容量,呈现出了良好的循环性能和倍率性能,且具有较好的柔性。

1 实 验

1.1 试剂与仪器

实验试剂:Co(NO3)2·6H2O, CO(NH2)2(尿素)、硝酸、乙醇等均为分析纯试剂;WOS1009碳布;高纯氩气;实验中用水均为去离子水。

实验仪器:100 mL聚四氟内衬不锈钢反应釜(郑州赛特利斯生物科技有限公司);TL1200气氛管式炉(南京博蕴通仪器科技有限公司);Supper(1220/750/900)超级净化手套箱(米开罗那(中国)有限公司);……

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