【摘 要】
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锂离子电池作为商业化应用最为广泛的储能器件,具有能量密度高、长寿命等优势。可穿戴设备的兴起对电池的柔韧性等方面提出了新要求,开发综合性能优越的柔性化电极材料已成为锂离子电池发展的重要方向。本论文分别以本征导电性相对较好的非整数比硒化钴和二硒化钴作为主体材料,通过表面包覆策略、静电吸附和高导电碳材料的引入来构筑电化学性能优异的柔性自支撑电极,可为便携式柔性储能器件的开发提供理论支撑和实验指导。本文主
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锂离子电池作为商业化应用最为广泛的储能器件,具有能量密度高、长寿命等优势。可穿戴设备的兴起对电池的柔韧性等方面提出了新要求,开发综合性能优越的柔性化电极材料已成为锂离子电池发展的重要方向。本论文分别以本征导电性相对较好的非整数比硒化钴和二硒化钴作为主体材料,通过表面包覆策略、静电吸附和高导电碳材料的引入来构筑电化学性能优异的柔性自支撑电极,可为便携式柔性储能器件的开发提供理论支撑和实验指导。本文主要研究内容如下:（1）基于强极性相互作用和表面包覆策略制备了氮掺杂碳包覆的超细非整数比硒化钴纳米晶分散于三维多孔隙高导电碳纳米管网络的柔性自支撑电极。锂离子半电池测试结果表明,该复合电极在0.2 A g-1的电流密度条件下经过80次充放电循环后可达到1582 m Ah g-1的超高比容量。在1 A g-1的较大电流密度下经过250圈的充放电循环过后依然可保持499 m Ah g-1的较为稳定的放电比容量。就倍率性能而言,在0.1、0.2、0.5、1、2和5 A g-1的电流密度下分别达到了797、824、830、776、687和548 m Ah g-1的比容量。另外,以所制备的复合物为负极、商业化磷酸铁锂为正极所组装的全电池也展现了优异的电化学性能,体现了该复合物电极的商业化应用潜力。（2）基于静电自组装法与表面包覆策略制备出具有高度柔性的碳基二硒化钴柔性自支撑电极。锂离子半电池测试结果表明:在1 A g-1电流密度下经过1000圈的循环过后依然能够达到312 m Ah g-1的比容量;并且在2 A g-1电流密度下经过5000圈的循环可以达到58 m Ah g-1的比容量;就倍率性能而言,在0.1、0.2、0.5、1、2 A g-1和5 A g-1电流密度下分别可以达到770、759、716、610、395 m Ah g-1和232 m Ah g-1的比容量。展现了该柔性自支撑复合电极在有持续性大电流放电和长续航需求的柔性可穿戴设备上的应用前景。
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