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锂离子电池是目前应用最为广泛的移动能源。但目前商用的锂离子电池负极材料石墨具有较低的理论容量,而过渡金属硒化物是一种潜在的锂离子电池负极材料,过渡金属硒化物不仅具有较高的理论容量,同时具有较高的电导率,因此,具有更好的倍率性能。但同时过渡金属硒化物也有在充放电过程中也存在一定程度的体积膨胀,本论文选择硒化铜、硒化钴为研究对象,通过构建特殊的分级结构来提高硒化物的储锂性能,提高其倍率容量及循环稳定性,并系统研究其性能提高的原因。采用乙二醇和水作为混合溶剂,通过溶剂热法制备了具有硒化铜纳米粒子自修饰的分级结构硒化铜纳米片。通过时间演变实验,研究了分级结构的形成机理。对分级结构硒化铜的电化学性能测试发现,其具有较好的倍率性能,但其循环稳定性较差,在50 m A g-1的电流密度下10次循环后,容量快速下降到150 m A h g-1左右。通过以酒石酸钠为结构导向剂,制备的由分级结构纳米片组装成的纳米花结构,循环稳定性大大提高,在1 A g-1的电流密度下循环200次,仍可保持199 m A h g-1容量。纳米花球硒化铜的优异性能得益于其特殊的形貌:首先,组成花球的纳米片之间的位置相对固定,不会在电极制备过程中发生堆叠覆盖,在充放电的过程中也易破碎;同时,组成花球的纳米片之间形成稳定的孔隙结构,这种孔隙有利于电极材料与电解液的接触,缩短锂离子的传输路径。以柠檬酸为结构导向剂,甲醇为溶剂制备了球形的ZIF模版,并在Ar下进行烧结,制备了具有空心球形貌的钴酸锌电极材料,这种空心球形貌具有较高的锂离子电池性能,在1 A g-1的电流密度下循环400圈,空心球钴酸锌的容量可达511 m A h g-1。之后通过将球形ZIF模版与硒粉混合烧结制备了球形形貌的Zn掺杂Co Se2,在1 A g-1的电流密度下充放电500圈之后,Zn掺杂Co Se2的可逆容量仍然可以保持在335 m A h g-1,容量保持率为91.8%。空心结构的形成有利于缩短锂离子的扩散路径。同时也可以有效缓冲在充放电过程中的体积变化,因此,钴酸锌材料显示出了较好的循环稳定性。以乙醇为溶剂,在不添加结构导向剂的条件下采用溶剂热法制备了Cu掺杂ZIF材料。同时以获得的Cu掺杂ZIF为模版,制备了由纳米粒子互相连接成的具有网络结构的铜掺杂硒化钴样品。TEM测试表明,组成的纳米粒子的直径在80 nm左右,这种网络结构具有大量的孔隙,孔径在36 nm左右。在1 A g-1的电流密度下循环450圈,铜掺杂硒化钴的容量可超过1000 m A h g-1。同时当电流密度提高到5 A g-1时,容量仍可达到747 m A h g-1。电化学分析表明,这种多孔结构显示出更为明显的赝电容效应。表面赝电容储锂的容量占总容量可达84%。赝电容效应成分占优也是孔材料优异倍率性能的重要原因。对循环后极片的划痕实验进一步证实,这种多孔结构制备的极片后具有较强的机械强度。多孔结构的铜掺杂硒化钴优异的倍率性能及循环稳定性是因为其特殊的形貌。首先,由纳米粒子互相连接而成的网络结构可以有效形成电子的传输路径,有利于电子的传输。其次,形成的多孔结构具有较为丰富的表面,有利于锂离子在其表面的存储,而纳米粒子之间的孔可以有效增加电极与电解液的接触面积,缩短锂离子的迁移路径,最终提高材料的倍率性能。最后,多孔结构的形成可以有效缓冲在充放电过程中的体积变化保持了结构的完整,进一步保证了电极的机械强度。