论文部分内容阅读
纳米技术的研究和应用已经遍及人类日常生活，它也势必将会激起下一次全世界工业革命的浪潮。材料合成的标准技术与相关合成机理之间的差异将纳米材料的制备方法大致划分为物理法和化学法两大类。近年来，一维纳米结构，包括纳米线、纳米棒、纳米管以及纳米带等，在纳米光电器件、生化传感器及能量存储和转换设备应用方面的研究日趋活跃。一维纳米材料由于具有独特的尺寸结构，可以沿轴向和径向膨胀，有效地缓冲了锂电池充放电过程中电极材料的应力变化。因此纳米线阵列作为一种新颖的锂电池电极材料，其制备工艺及相关研究成为人们关注的焦点。本文主要围绕锑基纳米线阵列负极材料开展了以下几个方面的研究工作：1. AAO阵列制备工艺与电化学性能研究采用二次阳极氧化法制备多孔氧化铝（AAO）阵列。分别选用一定浓度的硫酸和磷酸溶液作为电解液，并通过控制相关制备参数（温度和电压等），获得了具有不同孔径和结构特点的多孔AAO阵列。通过控制腐蚀，研究了不同腐蚀条件下AAO阵列的形貌特点与腐蚀特性，并对其电化学性能进行了初步研究。2. Ni5Sb2纳米线阵列制备工艺与电化学性能研究采用直流电沉积法合成了Ni5Sb2纳米线阵列，研究了共沉积电压值和Sb含量对产物结构的影响。分别采用XRD、SEM、EDS、TEM、HRTEM等测试手段对产物的结构和形貌进行了表征。实验结果显示该样品具有（022）衍射峰的择优取向，而且具有单斜晶体结构（JCPDS card32-0041）。在0.1C的倍率下进行充放电性能测试，Ni5Sb2纳米线阵列的首次放电容量为290.6mAh/g。另外，测试结果也表明该纳米线阵列电极具有较好的循环稳定性。3. CoSb纳米线阵列结构构建与电化学性能研究基于本课题组前期的研究工作，我们选用脉冲电沉积法制备了CoSb纳米线阵列，然后通过一定浓度NaOH溶液的腐蚀作用，对该纳米线阵列进行腐蚀，得到具有不同结构特征的CoSb纳米线阵列。作为锂电池的负极材料时，这些具有不同结构特征的CoSb纳米线阵列展现出了不同的充放电性能。锂电池性能测试表明高度有序的阵列结构有利于提高锂电池的充放电容量和循环寿命。