銀釩氧化物納米陣列的構(gòu)筑及電化學(xué)性能研究.pdf

1、納米陣列結(jié)構(gòu)因其結(jié)構(gòu)的高度有序,除具有一般納米材料的性質(zhì)外,其量子效應(yīng)也更為突出;而且很容易通過電、磁、光等外場實(shí)現(xiàn)對其性能的控制,成為設(shè)計(jì)納米超微型器件的基礎(chǔ)。銀釩氧化物(SVO)保留著釩氧化物的層狀結(jié)構(gòu),同時(shí)因?yàn)殁C具有多種氧化態(tài)、獨(dú)特的離子特性及電化學(xué)性能,使得銀釩氧化物在鋰離子電池方面有廣闊的應(yīng)用。然而在實(shí)際應(yīng)用巾,銀釩氧化物作為鋰離子電池正極材料也存在著很多缺點(diǎn),例如電導(dǎo)率低、容量衰減快,循環(huán)可逆性差等;本文以銀釩氧化物納米陣列

2、為研究對象,利用XRD、FESEM、TEM、電池充放電、循環(huán)伏安法、I-V測試和交流阻抗等現(xiàn)代測試方法,對上述納米材料的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了表征與分析。主要的研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　 采用水熱法在不同的基片(玻璃基片、FTO導(dǎo)電基片、ITO導(dǎo)電基片)構(gòu)筑出銀釩氧化物納米陣列結(jié)構(gòu)。研究了反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)源對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的影響,并探究了不同基片對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果顯示,F離子及重力作用對于銀釩氧化物是否能在基片上生長扮演了重要角色。同時(shí)放

3、置ITO基片下的產(chǎn)物尺寸更加均一,比表而更大。
　　 對銀釩氧化物納米陣列進(jìn)行電化學(xué)性能測試。首先利用三電極法對在導(dǎo)電基片上的銀釩氧化物納米陣列進(jìn)行循環(huán)伏安測試。結(jié)果顯示,FTO基片與ITO基片上的銀釩氧化物呈現(xiàn)兩種不同趨勢。隨著循環(huán)次數(shù)的增加,FTO基片下產(chǎn)物的CV曲線面積不斷增大,而ITO基片下的產(chǎn)物則相反。同時(shí)通過這種原位測試發(fā)現(xiàn),部分β-AgVO3不可逆的轉(zhuǎn)變?yōu)锳g1.92V4O11。此外,對于陣列化的銀釩氧化物進(jìn)行了恒

4、流充放電測試,發(fā)現(xiàn)當(dāng)電流密度越小時(shí),其電容值越大。盡管結(jié)果顯示并不是特別良好,但其也拓展了銀釩氧化物的應(yīng)用領(lǐng)域,直接推動了陣列化銀釩氧化物器件方向的發(fā)展。
　　 此后將基片上的物質(zhì)剝落組裝成鋰離子電池,進(jìn)行恒流充放電、循環(huán)伏安測試等,與納米線結(jié)構(gòu)的β-AgVO3相比,本文得到的鳳尾蘭狀β-AgVO3具有更好的循環(huán)穩(wěn)定性,其容量衰減率僅為0.167％。同時(shí)發(fā)現(xiàn),銀釩氧化物其在大電流充放電的條件下,比起小電流充放電其循環(huán)穩(wěn)定性能更加