摘要：目前，大部分三维微电池的研究集中于负极材料，而三维正极材料的研究相对较少。为了提高正极材料的面积能量密度和面积功率密度，研究了一种三维正极纳米阵列的制备方法。本实验中，我们采用电沉积和水热相结合的方法，在碳布衬底上制备出自支撑的三维LiCoO2纳米阵列，再通过进一步煅烧提高其结晶性。实验结果表明，三维LiCoO2纳米阵列在表现出高能量密度和功率密度的同时，保持了良好的循环稳定性和优越的倍率性能，使其有希望应用于微电子器件。

关键词 LiCoO2 三维纳米阵列 电沉积 水热法

毕业设计说明书外文摘要

Title  Study on the controllable fabrication and the electrochemical properties of three-dimensional LiCoO2 nanoarrays

Abstract：At present,most research on 3D microbatteries focuses on anode materials, while the study of 3D cathode materials is relatively little.In order to improve their energy density and power density in the footprint area,a fabrication method of three-dimension nanoarrays is discovered.In this experiment,we used a method of combining electrodeposition and hydrothermal method to prepare 3D LiCoO2 nanoarrays on the carbon cloth, and then improve the crystallinity by further calcination. The experimental results show that 3D LiCoO2 nanoarrays show both high energy density and power density, while maintaining a good cycle stability and excellent rate performance, and thus have a promising application in microelectronic devices.

Keywords LiCoO2  three-dimensional nanoarrays electrodeposition hydrothermal method

目 次

1 绪论 1

1.1 本课题研究内容 1

1.2 锂离子电池的基本简介 2

1.3 基于钴酸锂的三维纳米阵列结构正极材料用于锂离子电池 4

2 实验部分 6

2.1 实验试剂与仪器 6

2.2 样品的制备 7

2.3 样品的表征 7

2.4 电化学性能测试 9

3 实验结果与讨论 10

3.1 前驱体氢氧化钴的表征 10

3.2 不同水热条件对LiCoO2的影响 11

结论 23

致谢 25

参考文献 26

1 绪论

1.1 本课题研究内容

随着全球能源短缺成为第二十一世纪日益严重的问题之一，太阳能、风能和水力发电等绿色能源取代了不可再生的化石燃料。与传统的化石燃料不同，这些绿色能源大多具有不可控性和间歇性的特点，能源储存和调节难度较大，因而，引起了人们对于储能材料的广泛关注，锂离子电池由于其高能量密度和相对简单的反应机理，被视为近期的解决方案之一[1]。近年来，科学技术日新月异，移动手机、笔记本电脑、各式各样的便携式电子器件、电动汽车、电动自行车层出不穷，使得锂离子电池在储能领域有着非常好的应用前景[2]。