过渡金属氧化物材料的合成及其在锂离子电池中的应用

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1、学校代号：10532学号：Sll072002密级：不保密湖南大学硕士学位论文过渡金属氧化物材料的合成及其在锂离子电池中的应用学位申请人姓名：胡菱验导师姓名及职称：王态塞熬援培养单位：塑堡生丝电王抖堂堂院专业名称：物理堂论文提交日期：2Q!垒生5月!Q旦论文答辩日期：2Q!垒生堇旦22旦答辩委员会主席：王验玲教援PreparationofTransitionMetal0xidesMaterialsAppliedinLi-ionBatterybyHULin91ingB．E．(HunanUniVersity)2011Athesis

2、submittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterOfSciencePhysicsintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorWANGT甜hongMay，2014湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的

3、个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：捕芰衿日期：wI中年s月冲日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密团。(请在以上相应方框内打“、／”)作者签名：导师签名：日期：矽

4、lIIP年r月卵日日期：≯I≯年岁月珂日过渡金属氧化物材料的合成及其在锂离子电池中的应用摘要为了满足这些日益增长的能源需求，同时避免全球资源耗竭和对环境的长期破坏，寻求高性能、低成本以及环境友好的能源体系成为目前急需解决的问题。锂离子电池作为绿色环保高效的清洁能源，具有高能密度和很好的循环性能，因而也成为了能够替代传统化石燃料的比较可靠选择之一。石墨类材料是目前商业化的锂离子电池主要广泛使用的负极材料，但是石墨存在着理论容量低(仅仅372mAhg以)且有安全性等问题，因此，寻找安全性好、理论容量高，并且循环寿命更长的新型负极

5、材料得到科学家们越来越多的关注，己成为了当前锂离子电池研究的焦点。而金属氧化物负极材料恰恰具备了这些优点，自然是替代石墨作为锂离子电池负极的理想材料。研究表明，通过纳米化、特殊形貌控制以及采用集流体生长等方法可以有效提高材料的导电性，缓解材料在充放电过程中的体积膨胀，从而有效改善材料的电化学性能。本论文采用水热方法制备了金属氧化物材料，运用XRD、SEM、TEM、BET、TGA和xPs等现代分析测试技术对合成材料的结构和物理特性进行了系统研究，并探究了这些金属氧化物材料在锂离子电池中的应用。主要研究内容和结果如下：(1)论文

6、第二章中介绍了利用简单的低温水热反应和进一步的退火制备了银耳状NiO多孔薄片特殊结构。把这种结构应用于锂离子电池，首次放电容量为1374mAhg～，30次循环后仍可以保持830mAhgJ的可逆容量，显示了良好的循环性能。(2)论文第三章中介绍了介孔ZnC0204微米球材料的合成，结构及其锂电性能，SEM和TEM结果表明，该球状结构是由很多纳米颗粒二次堆叠而成的，纳米粒径约在lOnm左右。锂电测试表明，该结构能缓解ZnC0204在循环过程中的体积效应，很好的维持结构的稳定性。(3)论文第四章中，我们采用一步水热法直接在泡沫镍基

7、底上原位生长了znc0204纳米阵列材料。电化学测试结果表明，我们合成的这种材料具有较高的容量，良好的循环稳定性，并且在大电流密度下仍能保持高容量及高稳定性。关键词：锂离子电池；纳米材料；金属氧化物材料；电化学性能；水热法II硕士学位论文AbstractInordertomeetthegrowingene唱yneedsandtoaVoidthedepletionofglobalresourcesandlong-termdamagetotheenViroIlIIlent，seekinghi曲perfomance，10wcost

8、andenViro姗entalfriendlyenergysystembecomesu唱entproblemsatpresent．Asthecleanenergy，lithiumionbatteriesh嬲highefficiencywithhighene唱ydensityandgoodc