鋰離子電池(LIBs)具有能量密度高、無記憶效應和工作溫度范圍寬等優點,已廣泛應用在便攜式電子設備和新能源汽車等領域[1]
目前應用的石墨類負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)、低成本和環境友好等優點[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,在儲鋰反應過程中生成的LiOH在低電位下還可與Li進一步可逆生成Li2O和LiH,提供更高的理論比容量,極有應用前景[7~9]
例如,Ni(OH)2的理論儲鋰比容量高達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緩慢和顯著的體積效應使其倍率性能和循環性能降低[11]
將電極材料納米化可縮短Li+在材料中的擴散路徑、提高材料的比表面積和緩解材料的體積效應,進而改善電極材料的動力學性能和循環穩定性[12]
在各種納米結構材料中,3D微/納分級結構(由低維納米結構單元構成的微米級二次結構)材料具有納米材料優勢的同時還具有協同效應(即有效避免低維納米材料的自團聚、提高振實密度)[13,14]
Lim等[9]制備的花狀微/納分級結構Ni(OH)2Cl,用作鋰離子電池負極材料,在0.2 A·g-1電流密度下經過150次循環其比容量為1236 mAh·g-1;Inamdar等[15]以Cu箔為基體用表面化學氧化法制備的由Cu(OH)2納米棒構成的3D微/納分級網狀結構材料,在0.1 A·g-1電流密度下可逆比容量高達1472 mAh·g-1,在0.2 A·g-1電流密度下循環100次后比容量保持為506 mAh·g-1
但是,以往制備微/納分級結構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構的3D微/納分級結構的α-Ni(OH)2負極材料,研究SDS用量對其結構和儲鋰性能的影響
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 負極材料的十二烷基硫酸鈉輔助制備及其儲鋰性能” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業用途,請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)