基本信息
- 项目名称：
- 钛基底上氧化铁纳米棒阵列的大规模制备及其锂离子电池性能研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本作品设计生长的杂化阵列结构将碳材料和氧化物有序纳米棒阵列的优点集于一体。既利用了阵列结构电极的电子传输快、体积膨胀小、活性材料利用率高等诸多优点；又充分发挥了碳材料导电性好和机械强度高的优势，使电极材料能够维持其阵列结构的完整性（以增强循环能力）以及在高电流倍率下的工作性能。
- 详细介绍：
- 氧化铁（Fe2O3）不仅环境友好，易合成，容量高（1007 mAh/g），而且与锂离子具有完全可逆的氧化还原反应。本文以FeCl3•6H2O和Na2SO4为原料，采用简单的水热法，旨在设计氧化铁（Fe2O3）纳米棒阵列作为电池负极材料，并对电池的循环寿命、快速充放电能力和工作机理进行系统研究。结果表明，在倍率为0.5C时，（1C定义为每小时放4 mol的Li+，134.2 mA/...(查看更多)
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 氧化铁（Fe2O3）不仅环境友好，易合成，容量高（1007 mAh/g），而且与锂离子具有完全可逆的氧化还原反应。因此，为了提高锂离子电池的容量和循环性能，使其能够满足高能量密度和高功率密度应用的需要，我们选择氧化铁纳米材料为研究对象，旨在设计氧化铁（Fe2O3）纳米棒阵列负极用于电池组装，并对电池的循环寿命、快速充放电能力和工作机理进行系统研究。
科学性、先进性及独特之处
- 1、采用有序纳米棒阵列结构的金属氧化物。 2、直接在电极基底上生长有序纳米阵列。 3、对纯的氧化物纳米阵列进行碳(C)修饰。
应用价值和现实意义
- 实现锂离子电池长的循环寿命和大功率充放电性能有望满足二次电池驱动大规模机动车辆的要求（实际应用意义）。同时，在实验过程中探索杂化有序纳米线阵列的充放电机理，分析其反应动力学过程，有助于我们对杂化纳米棒阵列负极嵌锂脱锂反应本质的理解，为更进一步的研究奠定科学的实验基础（科学意义）。
学术论文摘要
- 氧化铁环境友好，易合成，容量高（1007mAh/g），与Li+具有完全可逆的氧化还原反应。本文以FeCl3•6H2O和Na2SO4为原料，利用水热法合成了氧化铁纳米棒阵列作为电池负极材料，并对其电化学性能和工作机理进行研究。结果表明倍率为0.5C时，阵列的首次充放电容量分别为840、1236mAh/g，远大于商用碳材料的理论容量。自10次充放电后，其库伦效率仍在98%以上。我们将...(查看更多)
获奖情况
- 论文 “Large-Scale Porous Hematite Nanorod Arrays: Direct Growth on Titanium Foil and Reversible Lithium Storage” 于2010年11月发表在ACS（美国化学学会）期刊 Journal of Physical Chemistry C（2010, 114, 21158–21164），期刊影响因子：4.224，国际刊号1932-7447
鉴定结果
- SCI收录，期刊影响因子：4.224
参考文献
- 1、Y. Q. Song, S. S. Qin, Y.W. Zhang, W. Q. Gao, J. P. Liu*, Large-Scale Porous Hematite Nanorod Arrays: Direct Growth on Titanium Foil and Reversible Lithium Storage, Journal of Physical Chem...(查看更多)
同类课题研究水平概述
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