【摘 要】
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随着新能源产业的迅速发展,锂离子电池作为其中的一个佼佼者,其能量密度、安全性以及成本等问题也逐渐凸显。锂离子电池的电化学性能受正负极材料、导电剂、粘结剂、电解液、
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随着新能源产业的迅速发展,锂离子电池作为其中的一个佼佼者,其能量密度、安全性以及成本等问题也逐渐凸显。锂离子电池的电化学性能受正负极材料、导电剂、粘结剂、电解液、隔膜、电极制作工艺等诸多因素的影响。其中影响电性能较大的是负极材料。MgFe2O4拥有远远高于碳及其他材料的容量值,为1072 mAh g-1。但目前对MgFe2O4负极材料的研究较少,当前已报道的文献中,对此材料的合成方法及实验条件要求苛刻且繁琐。再者,其本身为半导体,导电性差,因此作为负极材料,其高倍率性能不好。同时MgFe2O4由于在锂离子插入/脱嵌中会引起体积改变、严重的粉化问题及差的导电性,进而导致性能不稳定。同时也存在首次库伦效率低的问题。本论文的工作重点在于采用不同的方法合成具有纳米或纳米组装结构（空心球、实心球、核壳结构）、纳米复合结构（MgFe2O4/C、MgFe2O4/碳纳米管）的MgFe2O4材料,并研究其电性能。论文首先选用熔点较低,价廉易得的硝酸盐及柠檬酸作为原料,合成出纳米级MgFe2O4。以葡萄糖作为碳源,采取简单方法,合成出MgFe2O4/C复合物料,并表征了其电性能。复合电极材料在0.1 C时,100次循环后,MgFe2O4/C的容量能保持在1965mAh g-1,表现出优越的循环性能。为了提高材料的容量保留率,同时也为了尝试从形貌结构上进行改性。论文采取溶剂热法合成了空心球形MgFe2O4材料。并推测了合成机理。对中空球形MgFe2O4进行电性能测试。在电流为0.1 C也即107.2 mA g-1时,初次放电比容量为1344 mAh g-1,不可逆容量损失为28%。70次循环后,容量几乎不衰减,保持在900 mAh g-1,表现出了较高的放电比容量和较好的循环性能。本文也尝试采用真空浸渍法,选用多壁碳纳米管作为碳源和载体,通过高温处理,原位合成了兼具两者优势MgFe2O4/多壁碳管物料。讨论了比例及温度对MgFe2O4/多壁碳管的成相及电性能的影响。电性能显示MgFe2O4/多壁碳管的容量及稳定性较好。
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