鋰離子電池(LIBs)具有能量密度高、無記憶效應(yīng)和工作溫度范圍寬等優(yōu)點,已廣泛應(yīng)用在便攜式電子設(shè)備和新能源汽車等領(lǐng)域[1]
目前應(yīng)用的石墨類負(fù)極材料其理論比容量較低(372 mAh·g-1),不能滿足新一代鋰離子電池的需求[2~4]
過渡金屬氧化物(Mx O y,M=Fe、Ni、Mn、Cu等)有較高的理論比容量(600~1200 mAh·g-1)、低成本和環(huán)境友好等優(yōu)點[5,6]
與過渡金屬氧化物相比,過渡金屬氫氧化物的制備成本更低,在儲鋰反應(yīng)過程中生成的LiOH在低電位下還可與Li進(jìn)一步可逆生成Li2O和LiH,提供更高的理論比容量,極有應(yīng)用前景[7~9]
例如,Ni(OH)2的理論儲鋰比容量高達(dá)1735 mAh·g-1,約為NiO理論比容量(718 mAh·g-1)的2倍[10]
但是,過渡金屬氫氧化物在充放電過程中的動力學(xué)緩慢和顯著的體積效應(yīng)使其倍率性能和循環(huán)性能降低[11]
將電極材料納米化可縮短Li+在材料中的擴(kuò)散路徑、提高材料的比表面積和緩解材料的體積效應(yīng),進(jìn)而改善電極材料的動力學(xué)性能和循環(huán)穩(wěn)定性[12]
在各種納米結(jié)構(gòu)材料中,3D微/納分級結(jié)構(gòu)(由低維納米結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的微米級二次結(jié)構(gòu))材料具有納米材料優(yōu)勢的同時還具有協(xié)同效應(yīng)(即有效避免低維納米材料的自團(tuán)聚、提高振實密度)[13,14]
Lim等[9]制備的花狀微/納分級結(jié)構(gòu)Ni(OH)2Cl,用作鋰離子電池負(fù)極材料,在0.2 A·g-1電流密度下經(jīng)過150次循環(huán)其比容量為1236 mAh·g-1;Inamdar等[15]以Cu箔為基體用表面化學(xué)氧化法制備的由Cu(OH)2納米棒構(gòu)成的3D微/納分級網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料,在0.1 A·g-1電流密度下可逆比容量高達(dá)1472 mAh·g-1,在0.2 A·g-1電流密度下循環(huán)100次后比容量保持為506 mAh·g-1
但是,以往制備微/納分級結(jié)構(gòu)電極材料使用的水熱法、溶劑熱法、模版法和溶膠凝膠法條件苛刻、過程冗長且成本高
本文以十二烷基硫酸鈉(SDS)為輔助劑,用簡便的均相沉淀法制備具有開放結(jié)構(gòu)的3D微/納分級結(jié)構(gòu)的α-Ni(OH)2負(fù)極材料,研究SDS用量對其結(jié)構(gòu)和儲鋰性能的影響
1 實驗方法1.1 材料的制備
用均相沉淀法制備α-Ni(OH)2材料:先將1.745 g的Ni(NO3)2·6H2O(分析純)溶解在90 mL蒸餾水中,然后分別按n(SD
聲明:
“Ni(OH)2 負(fù)極材料的十二烷基硫酸鈉輔助制備及其儲鋰性能” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)