碳納米管膜及其復合材料的制備與電化學性能研究.pdf

1、碳納米管的獨特結構使其具有較高的比表面積，良好的機械性能和導電性能，在鋰離子電池領域擁有巨大的應用潛力。但同硅基負極材料、過渡金屬氧化物等相比存在容量較低、首次循環(huán)不可逆容量較高等缺點。本文主要通過摻雜對碳納米管本身結構上的改性以及碳納米管和高容量氧化物復合結構的設計兩種方法改善碳納米管在鋰離子電池領域的應用，并分析了所制備自支撐薄膜材料的結構、儲鋰性能。
　　以二茂鐵為催化劑，乙醇為碳源，通過浮動催化劑化學氣相沉積法及后續(xù)的高溫

2、氧化處理制得均勻連續(xù)Fe2O3/CNTs復合薄膜材料。由結晶性、導電性良好的碳納米管管束相互搭接所形成的3D網(wǎng)絡結構將Fe2O3納米顆粒束縛，并賦予Fe2O3/CNTs復合薄膜較好的完整性和柔韌性，可直接作為鋰離子電池負極材料，并展現(xiàn)出優(yōu)異的電化學性能。在30mA g-1的電流密度下，其首次放電比容量達到了1532.3mAh g-1，首次循環(huán)庫倫效率達到了64.3％。即使在3A g-1的大電流密度條件下，F(xiàn)e2O3/CNTs復合薄膜的容

3、量仍高達392.4mAh g-1，循環(huán)800周后容量穩(wěn)定在375.5mAh g-1，顯示出良好的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性能。
　　以硅酸乙酯作為硅源，二茂鐵為催化劑，乙醇為碳源，通過化學氣相沉積法一步制備SiO2/CNTs復合薄膜。研究結果表明，當硅源引入量為8wt.%時，SiO2/CNTs復合薄膜為均勻的包覆SiO2/CNTs復合結構，且具有較好的取向性和完整性。在30mA g-1電流密度下，其首次放電比容量為2180.8mAh g