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随着便携式设备、绿色能源和电动汽车的快速发展,开发高能量密度的安全储能设备变得越来越重要。锂离子电池因其高电压、无记忆效应、重量轻、体积小、低维护成本和自放电率低等优点成为可持续发展能源的首选之一。如今,通过混合不同的化合物来合成异质结构改善材料的理化性能是关注的焦点。双金属氧化物和硫化物由于更高的导电性以及协同效应在锂离子存储中表现突出成为目前研究热点。本文以Zn-Co双金属氧化物和硫化物为主要研究对象,以稻壳纤维素和氧化石墨烯(GO)为基体通过不同的方法成功制备了ZnO/CoO@RHC、ZnO/CoO@rGO和Zn0.76Co0.24@rGO双金属复合材料,并对其进行了XRD、Raman、XPS、BET等物理表征和电化学性能测试。主要研究内容及结论如下:(1)以Co(NO3)2·6H2O、Zn(NO3)2·6H2O为原料,在尿素和氨水的辅助下通过溶剂热法制备了ZnCo2O4纳米颗粒。同时对稻壳进行水热碱煮、酸洗提取稻壳中的纤维素。将获得的ZnCo2O4与稻壳纤维素前驱体一起进行水热碳化反应,得到ZnO/CoO@RHC。探究了煅烧温度对电化学性能的影响,并对纯相ZnCo2O4、ZnO@RHC、CoO@RHC与ZnO/CoO@RHC微观结构和电化学性能进行对比。测试结果表明双金属材料ZnO/CoO@RHC最佳煅烧温度为550℃,且比单金属氧化物拥有更高的电化学活性、导电性以及金属之间的协同效应等特征,表现出最佳的电化学性能。在100 mA g-1的电流密度下100圈后比容量稳定在878 mAh g-1。(2)通过改性Hummers方法制备了氧化石墨烯(GO),以GO、Co(NO3)2·6H2O、Zn(NO3)2·6H2O为原料,通过溶剂热反应合成了ZnO/CoO@rGO。探究了水浴温度对其结构和电化学性能的影响,并比较了在同种条件下合成的单金属氧化物ZnO@rGO、CoO@rGO与双金属氧化物ZnO/CoO@rGO微观结构及其电化学性能。测试结果表明随着水浴温度的增加,材料团聚性减弱、结晶性增强,在80℃时展现了最佳的电化学性能。我们发现双金属材料ZnO/CoO@rGO由于两种金属元素之间的协同作用促使材料超细分布,并且具有更高的电化学活性、导电性,展现了良好的电化学性能。在100mA g-1的电流密度下经过100个循环后展现了619 mAh g-1的放电比容量。(3)在ZnO/CoO@rGO的基础上进行硫化反应成功获得了Zn0.76Co0.24S@rGO复合材料。我们探究了Zn0.76Co0.24S@rGO与ZnO/CoO@rGO前躯体、单金属材料ZnS@rGO、CoS2@rGO形貌及电化学性能的差异。S替代O形成的Zn0.76Co0.24S@rGO复合材料的导电性、柔韧性、耐久性达到提高,在100 mA g-1的电流密度下经过100圈循环后展现了989 mAh g-1的放电比容量,展现出良好的可逆性和出色的循环稳定性。