MnO2負載V2O5-聚合物同軸納米線的構筑及電化學性能.pdf

1、生物技術、能源、環(huán)境、先進制造技術的高速發(fā)展對材料提出了新的要求，單一結構的材料已經(jīng)遠遠不能滿足材料功能化的需要，而通過多元優(yōu)化組合形成的異質復合結構材料可以調控材料的物理化學性能，以滿足新的、特殊的使用要求。作為典型的層狀金屬氧化物，一維釩氧化物納米材料因其良好的嵌鋰性能一直受到人們廣泛的關注和研究。其中V2O5是最早被研究的鋰離子電池正極材料之一，具有比容量大，能量密度高等特點。但在實際應用中V2O5正極材料也存在著容量衰減較快，循

2、環(huán)可逆性差等缺點。因此，開展一維釩氧化物納米電極材料的改性研究是新能源技術和納米技術的交叉與前沿。
　　 本文以V2O5納米線為基體，通過原位氧化聚合和氧化還原交換構筑了MnO2負載V2O5/聚合物同軸納米線(V2O5/聚合物&MnO2)，選取聚3，4-乙撐二氧噻吩(PEDOT)和聚苯胺(PANI)作為研究對象。對產物的結構與形貌進行了表征，并對其電化學性能進行了測試分析，探究了異質結構的構筑對V2O5納米線電極材料的電化學性能

3、的影響。主要的研究結果歸納如下:
　　 通過水熱法結合固相燒結法制備出尺寸均一的V2O5納米線，通過化學原位聚合法制備出V2O5/聚合物同軸納米線，利用還原性導電聚合物(PEDOT、PANI)可以與高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應的特點，在同軸納米線表面負載MnO2納米顆粒。采用傅里葉變換紅外光譜、X射線衍射、掃描電鏡等方法表征所制備復雜結構納米線的結構特征，以制備的V2O5/聚合物&MnO2復雜結構納米線作為正極活性材料組裝鋰電池，采

4、用恒流充放電、循環(huán)伏安等方法研究所制備復雜結構納米線的充放電容量、電化學循環(huán)可逆性、鋰離子擴散等電化學性能。測試結果表明與純相的V2O5相比，異質結構納米線的構筑可以改善V2O5的電池性能。經(jīng)導電聚合物包覆和MnO2負載之后，活性材料的電導率增加，比表面積增大，循環(huán)穩(wěn)定性和結構穩(wěn)定性有明顯改善。V2O5/PEDOT&Mn02納米線在50mA/g電流密度下首次放電比容量為179.2mAh/g，40次循環(huán)之后仍保持166.1mAh/g的放電