【摘 要】
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目前商业化锂离子电池负极材料多使用石墨类碳材料,由于受到材料比容量低的限制(石墨类碳材料的理论容量仅为372mAh/g),不能满足高容量锂离子电池的需求.过渡金属氧化物具有较高的可逆比容量( 500-1OOOmAh/g),作为锂离子电池负极材料早有研究,但工作电压较高.复合过渡金属氧化物能综合运用各种单一过渡金属氧化物的电化学活性,很有可能成为下一代极具潜力的高比能量、高比功率锂离子电池负极材料[
【机 构】
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东北林业大学理学院,哈尔滨,150040 哈尔滨工业大学化工学院特种化学电源研究所,黑龙江,哈尔滨
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目前商业化锂离子电池负极材料多使用石墨类碳材料,由于受到材料比容量低的限制(石墨类碳材料的理论容量仅为372mAh/g),不能满足高容量锂离子电池的需求.过渡金属氧化物具有较高的可逆比容量( 500-1OOOmAh/g),作为锂离子电池负极材料早有研究,但工作电压较高.复合过渡金属氧化物能综合运用各种单一过渡金属氧化物的电化学活性,很有可能成为下一代极具潜力的高比能量、高比功率锂离子电池负极材料[1].其中铁系复合过渡金属氧化物( MFe2O4)来源广泛,原料便宜易得,受到研究者们的重点关注[2,3].铁系二元过渡金属氧化物ZnFe2O4以转化反应和合金/去合金储锂机制并存,可以显著提升材料的电化学性能.将其制备成纳米粒径可以显著缩短锂离子在材料中的扩散路径,提高材料的动力学性能,但纳米材料在反复充放电过程中容易团聚,会降低电极的循环稳定性能.在本研究中,我们将其制备成分级多孔结构,可提供反复循环过程中体积膨胀空间,改善材料的循环稳定性能.图1(a)为所制备材料的TEM图,可看出该材料形貌分布均匀,平均粒径约为200nm,且材料内部有较多孔隙.图1(b)为材料的循环性能图,该材料循环100次后,可逆容量依旧能保持813.5 mAh/g,其可逆容量保持率为92.32 ％,较高的稳定性能缘于该材料附有的较小粒径与多孔结构.
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