论文部分内容阅读
随着传统能源消耗及环境污染,新兴能源的发展迫在眉睫。在这其中,锂离子电池作为一种持续供能装置受到人们关注。然而电动汽车、混合动力汽车以及大型储能设备的兴起,使得传统锂离子电池已经无法满足人们的需求。因此,开发出更高能量密度、更高循环稳定性的锂离子电池成为人们迫切追求的目标。相比较于传统石墨类负极材料,氧化钨因具有储量丰富、本征密度大、骨架多样性及理论容量高等特点而备受关注。然而,氧化钨基负极材料也存在导电性差,充放电过程中体积变化大等缺点。因此,本论文通过纳米化、热处理及表面包覆技术来提高氧化钨的电化学稳定性,主要研究内容和结果如下:(1)使用溶剂热法制备WO2.8纳米线,通过控制合成条件,可制备出形貌均匀,长度为0.7-1.2μm,直径为0.01-0.02μm的纳米线。电化学测试发现:在200 mA g-1电流密度下有着655 mAh g-1的初始放电比容量,100圈后有着335 mAh g-1的放电比容量,3-100圈循环中容量保持稳定。(2)考察热处理影响,以制备的WO2.8纳米线为原料,考察其不同的热处理条件,包括热处理温度和保温时间,可得到一系列不同形貌和结构特征的WO3材料。主要是基于WO3纳米线表面PVP被去除,进一步表面融合生长,形成分层花状形貌和单斜晶体结构。电化学测试结果表明:花状WO3在200 mA g-1电流密度下有着1129 mAh g-1的初始放电比容量,100圈后有着760 mAh g-1的放电比容量。(3)考察表面包覆影响,通过溶液法在WO2.8纳米线表面包覆多巴胺,焙烧碳化后制备了WO3@C复合材料。结果表明所制备的复合材料具有均匀的核壳结构,通过500°C,700°C和900°C碳化可得到具有空腔可调、氮掺杂、组分复合(WO2.83和WC)的核壳材料,电化学测试表明:WO3@C 500材料在200 mA g-1电流密度下有着925 mAh g-1的初始放电比容量,100圈后有着370 mAh g-1的放电比容量。综上所述,通过一步简单溶剂热法制备了长径比可调的纳米氧化钨,以及热处理和表面包覆两种改性方法,一定程度上改善了氧化钨的电化学性能,并为纳米氧化钨的包覆提供了一定的借鉴作用。