近年來鋰離子電池(LIBs)在各種移動設備和電動汽車等領(lǐng)域廣泛使用 [1]，純電動汽車的續(xù)航里程已經(jīng)達到400 km[2] 目前使用的高能量密度正極材料，主要是以NCM523和NCM622為主的層狀鎳基正極材料(NCM)系列[3] 負極材料多采用石墨，但是其理論比容量較低(372 mAh·g-1)，難以進一步發(fā)展[4~7] 因此，尋找替代石墨作為高能量密度負極材料極為迫切 過渡金屬氧化物的豐度大且具有較高的理論比容量(600~1200 mAh·g-1) [8]，是極具應用價值的負極材料之一 Co3O4的理論比容量較高(890 mAh·g-1)[9,10]，能提高鋰離子電池的容量，但是在脫嵌鋰過程中發(fā)生的體積膨脹使活性物質(zhì)脫落、容量衰減快和循環(huán)性能降低[11,12] 控制反應條件使Co3O4納米化，可提供更多的反應位點，減小鋰離子擴散路徑[13] 同時，與導電材料(如:Co3O4@C[14,15]，Co3O4@Graphene[16,17]，Co3O4@ CNTs[18,19])復合可提高Co3O4的電子電導率，緩解氧化物負極材料在循環(huán)過程中的體積膨脹 在傳統(tǒng)的電池制備工藝中使用粘結(jié)劑和導電劑與活性材料混合可使材料均一化成為一個穩(wěn)定的系統(tǒng)，但是材料在循環(huán)中的體積膨脹破壞了體系的穩(wěn)定性，使其分層、脫落和容量下降[20] 不使用粘結(jié)劑和導電劑有助于保持體系的一致性，提高電池可逆容量 本文使用簡單的一步水熱反應將Co3O4納米顆粒負載于碳納米管薄膜上制備三維Co3O4@CNTs復合材料薄膜，并研究其儲鋰性能 1 實驗方法1.1 材料的制備 將摩爾比為1:1:1的CoSO4·7H2O(AR，麥克林)、5-磺基水楊酸(AR)和戊二酸(AR)溶于50 mL去離子水中，用NaOH(AR，西隴化工)將溶液的pH值調(diào)節(jié)至7.0 在溶液中加入大小為2 cm×2 cm、厚度6 μm的碳納米管薄膜，然后轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應釜中，在140℃水熱反應24 h制得Co3O4@CNTs薄膜復合材料 使用5-磺基水楊酸和戊二酸作為氧化劑將Co2+部分氧化成Co3+，CNFs提供成核位點使Co3O4能夠負載于其上形成Co3O4@CNTs復合物 Co3O4與CNTs薄膜的質(zhì)量比約為85:15 將制得的薄膜復合材料洗滌和干燥后裁成直徑為14 mm的圓片 為了對比，在同等條件下合成Co3O4納