可實(shí)現(xiàn)鋰電池高效儲(chǔ)能的六邊形結(jié)構(gòu)CuO納米材料研究

納米材料因自身特殊的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，而使其適合用作鋰電池電極材料，因此被廣泛研究。納米結(jié)構(gòu)的過(guò)渡金屬氧化物（TMO）作為鋰電池陽(yáng)極材料時(shí)，表現(xiàn)出較高的理論容量和優(yōu)良的充放電循環(huán)穩(wěn)定性。氧化銅（CuO）因具有較高的理論存儲(chǔ)容量，且價(jià)格低廉、安全無(wú)毒、儲(chǔ)量豐富，因而被認(rèn)為是鋰電池陽(yáng)極材料的良好替代品。研究人員已經(jīng)制備了多種不同結(jié)構(gòu)的CuO納米電極，其中具有六邊形結(jié)構(gòu)的CuO納米材料電極的性能尤為突出。

通過(guò)快速水熱法進(jìn)行六邊形結(jié)構(gòu)CuO納米材料的制備。制備時(shí)，將氯化銅與碳酸鈉置于蒸餾水中，對(duì)混合溶液進(jìn)行劇烈的磁力攪拌直至氯化銅和碳酸鈉充分溶解和反應(yīng)，此時(shí)將得到含有藍(lán)色絮狀沉淀的溶液。之后將含有藍(lán)色絮狀沉淀的溶液置于高壓反應(yīng)釜中，反應(yīng)后將得到黑色塊狀沉淀物，對(duì)其進(jìn)行乙醇沖洗，并通過(guò)加熱干燥，此時(shí)將得到具有六邊形結(jié)構(gòu)的CuO納米材料。

采用X射線衍射（XRD）方法對(duì)CuO納米材料的物相和純度進(jìn)行分析，采用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM）對(duì)CuO納米材料的形貌進(jìn)行觀察，并采用透射電子顯微鏡（TEM）對(duì)其結(jié)晶性進(jìn)行表征。采用紅外光譜法（FTIR）確定CuO納米材料的內(nèi)部六邊形結(jié)構(gòu)。將所制備且檢測(cè)合格的六邊形結(jié)構(gòu)CuO納米材料應(yīng)用在鋰電池電極的制造中，得到原型電池并進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，六邊形結(jié)構(gòu)CuO納米材料電極的存儲(chǔ)容量達(dá)到572mAh/g，且在超過(guò)100個(gè)穩(wěn)定的充放電循環(huán)后，存儲(chǔ)容量沒(méi)有出現(xiàn)衰退。

刊名：JournalofAlloys &Compounds（英）

刊期：2016年第690期

作者：P.Subalakshmi

編譯：王祥