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最近几年,锂离子二次电池已经成为最受人们重视和发展最快的高能量电池,它具有循环寿命长、比能量高、安全无污染、工作电压高等优点。而现如今,石墨碳负极材料已经商业化,但其比容量（300-350 mA h g-1）较低,不能满足快速充电的要求。而过渡金属钴氧化物（CoO、Co3O4）理论比容量达到700-1000 mA h g-1,但是存在较为严重的体积效应。因此人们对其进行广泛的研究。目前的文献研究中主要通过两种方法解决这个问题：一、通过将材料制成多孔状或者存在较大的纳米间隙,缓冲体积效应,使得电解液和电极材料充分接触,增强导电性；二、通过和碳基材料的复合化,促进电子的快速传输和缓冲活性材料在充放电过程中的体积效应。本课题研究方向主要在于研究合成多孔、纳米间隙的四氧化三钴材料以此提高锂离子电池性能。（1）首次采用反蛋白石SiO2,使用垂直沉积法和旋涂法制备出了反蛋日石结构Co3O4,并且通过改变旋涂次数来调节钴的含量。作为锂离子电池的负极材料使用时,这些反蛋白石结构Co3O4材料具有高比容量和循环性能,旋涂两次后维持在-900 mA h g-1,旋涂一次后维持在-700 mA h g-1。（2）在上章的基础上,继续采用反蛋白石SiO2作为模板,首次采用垂直沉积法和水热法结合的方法,研究了有无SiO：反蛋白石结构模板对比测试的电化学性能。经研究发现,稻草状Co3O4的循环性能稳定,其在0.5 C的倍率下首次放电比容量为1120 mAhg-1,经过100次循环后,比容量维持在963 mA h g-1。而无SiO2反蛋白石结构模板制备出的海胆状Co3O4,其在0.5 C的倍率下首次放电比容量达到-1630 mA h g-1,经过100次循环后,比容量衰减到-200 mA h g-1（3）延续前两章的中心思想,采用介孔SiO2作为模板,将介孔SiO2模板复制到钴盐前驱体上,高温煅烧,制备出介孔Co3O4,再通过常规机械搅拌法,将不同比例的石墨烯负载在介孔Co3O4上。此章研究了不同比例的石墨烯负载在介孔Co3O4复合材料的电化学性能,经研究发现,当石墨烯负载在介孔Co3O4复合材料的比例为1：5时综合性能最好,在电流密度0.2 C时,经过50圈,还保持在700 mA hg-1。