多级结构氧化钨基负极材料的制备及储锂性能研究

来源 :黑龙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cubqfire
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本论文采用简单的溶剂热方法,成功制备了由纳米板构筑的中空球形WO3材料、高导电碳材料均匀包覆的WO3/C中空球形复合材料以及一维管状多级结构WO3材料,并对上述多级结构WO3材料的形貌、微观结构、稳定性以及储锂性能进行了系统研究,所得结果如下:(1)以六氯化钨为钨源,通过无模板的溶剂热法,以乙酸溶剂一步反应制备了多级结构的WO3中空微球,微球由平均厚度40 nm左右的纳米板构筑而成,球壳厚度为200 nm左右,并且中空微球表面为松散多孔结构。这种中空微球表现出了优异的储锂性能:在100 mA g-1的电流密度下,首次放电比容量为1701 mAh g-1,充电比容量为1228 mAh g-1,库伦效率为72%,100次循环后可逆比容量保持在700 mA h g-1,接近于WO3的理论储锂容量;并且,在电流密度为1600 mA g-1时,500次循环后放电比容量在214 mAh g-1左右;(2)以WO3中空微球为基质、葡萄糖为碳源,通过水热反应得到了中空球形WO3/C复合材料。与纯相WO3中空球相比,WO3/C复合材料的首次库伦效率和倍率性能有了一定的提升:在100 mA g-1的电流密度下,首次库伦效率达到了84%。电流密度为1600 mA g-1时,50次循环放电比容量达到了379 mA h g-1,远高于相同条件下纯相WO3中空微球的234 mA h g-1;(3)以六氯化钨为钨源、以无水乙醇为溶剂,在尿素辅助下通过溶剂热法制备了由纳米粒子构筑的新颖的一维管状多级结构WO3材料。该材料也表现出优异的储锂性能:在电流密度为400 mA g-1,首次放电比容量为491 mAh g-1,循环50次以后仍可达456 mAh g-1,容量保持率为93%,平均每个循环的容量衰减仅为0.14%。增加电流密度到1600 mA g-1时,材料的放电比容量仍高达342 mA g-1,说明该材料具有非常优异的倍率性能。
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