导　　师： 蒋仲杰

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 锂离子电池由于具有高能量密度、好的循环性能、无记忆效应以及环境友好等优势,已经成功地应用于便携式电子产品中。为了减少对石油的依赖和对环境的破坏,人们希望锂离子电池能够在纯电动汽车、混合动力汽车以及智能电网上大规模应用,而这需要电池具有较高的能量密度。目前,商品化的锂离子电池石墨负极材料的容量较低（372mAh/g）,这制约了高能量密度锂离子电池的发展。因此,开发高容量的负极材料是发展高能量密度锂离子电池的关键。金属氧化物具有高的理论比容量而备受人们青睐（600-1000 mAh/g）,特别地,含有两种金属元素的双过渡金属氧化物具有比它们单组分更好的储锂性能,这主要是由于双过渡金属氧化物相对复杂的化学成分和混合金属之间的协同作用。然而,目前双过渡金属氧化物的应用面临着挑战:第一,嵌脱锂过程中的材料的体积膨胀问题容易引发容量衰减以及循环稳定性下降;第二,充放电过程中过渡金属元素对电解液的催化分解,导致电解液的分解,消耗过多的活性锂离子,因此减少了可逆容量;第三,为满足高能量密度/功率密度锂离子电池的应用,双过渡金属氧化物的导电性需要进一步提高。本文针对双过渡金属氧化物作为锂电负极存在的问题进行了系统的研究。并得到了以下结果:（1）通过简单的水热法合成了球状Zn0.33Mn0.67CO3前驱体,经过高温烧结得到了由纳米颗粒组成的多层多孔ZnMn2O4微球。所制备的多层多孔ZnMn2O4微球展现了较好的储锂性能,在400 mA/g下循环200圈可逆容量仍有723.7 mAh/g。多层多孔ZnMn2O4微球材料所展现的良好的电化学性能可以归结于其特殊的多层多孔结构。因为多层多孔结构可以提高电极材料与电解液的接触面积,提高材料的利用率,也可以有效缩短锂离子的传输路径。另外,特殊的多孔结构还能缓和�

关 键 词： 锂离子电池 双过渡金属氧化物 石墨烯 多孔结构 界面膜

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