锂离子电池具有工作电压高、循环寿命长及能量密度大等突出优点广泛应用众多领域,其中负极材料直接决定电池性能。为提高锂离子电池负极材料性能,利用微弧氧化技术在钽片表面制备出一种以Ta_(2)O_(5)为主晶相的多孔膜层,将该膜层作为锂...锂离子电池具有工作电压高、循环寿命长及能量密度大等突出优点广泛应用众多领域,其中负极材料直接决定电池性能。为提高锂离子电池负极材料性能,利用微弧氧化技术在钽片表面制备出一种以Ta_(2)O_(5)为主晶相的多孔膜层,将该膜层作为锂离子电池负极,锂片为对电极并组装电池。利用X射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)对材料进行表征,使用电池测试系统测量电池容量及循环稳定性,通过电化学工作站获得循环伏安曲线与电化学阻抗谱特性。结果表明:多孔膜主要成分Ta_(2)O_(5)均匀分布在钽片表面,其组装的电池在100μA·cm~(-2)的电流密度下,首圈放电比容量为3043.5 m Ah·cm^(-3),达到Ta_(2)O_(5)理论放电比容量的77.0%,稳定后其库伦效率保持在100%左右,表现出较高的比容量。在1和2 m V·s^(-1)扫描速度下,电极循环伏安(CV)测试形状几乎保持不变,具有良好的动力学可逆性。在阻抗测试中该负极材料的电荷转移电阻为215Ω,锂离子扩散速度快,有利于电子长程传导,从而降低欧姆极化。在钽金属表面制备了一种合成方便、效率高且性能优越的锂离子电池负极。微弧氧化技术可高效地制备多孔状及无粘结剂的Ta_(2)O_(5)负极材料,其高容量的电化学性能具有良好的发展前景。展开更多
文摘锂离子电池具有工作电压高、循环寿命长及能量密度大等突出优点广泛应用众多领域,其中负极材料直接决定电池性能。为提高锂离子电池负极材料性能,利用微弧氧化技术在钽片表面制备出一种以Ta_(2)O_(5)为主晶相的多孔膜层,将该膜层作为锂离子电池负极,锂片为对电极并组装电池。利用X射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)对材料进行表征,使用电池测试系统测量电池容量及循环稳定性,通过电化学工作站获得循环伏安曲线与电化学阻抗谱特性。结果表明:多孔膜主要成分Ta_(2)O_(5)均匀分布在钽片表面,其组装的电池在100μA·cm~(-2)的电流密度下,首圈放电比容量为3043.5 m Ah·cm^(-3),达到Ta_(2)O_(5)理论放电比容量的77.0%,稳定后其库伦效率保持在100%左右,表现出较高的比容量。在1和2 m V·s^(-1)扫描速度下,电极循环伏安(CV)测试形状几乎保持不变,具有良好的动力学可逆性。在阻抗测试中该负极材料的电荷转移电阻为215Ω,锂离子扩散速度快,有利于电子长程传导,从而降低欧姆极化。在钽金属表面制备了一种合成方便、效率高且性能优越的锂离子电池负极。微弧氧化技术可高效地制备多孔状及无粘结剂的Ta_(2)O_(5)负极材料,其高容量的电化学性能具有良好的发展前景。
