编号：CYYJ04637
篇名： 氮掺杂碳包覆的ZnO/CuO微球作为锂离子电池负极材料的性能研究
作者： 张高举；任海波；李文正；王刚
关键词： ZnO/CuO; 氮掺杂碳包覆; 微米球; 锂电池负极;
机构：安徽工程大学材料科学与工程学院
摘要： 过渡金属氧化物ZnO做为锂电池负极材料，具有978.0 mAh·g-1的高理论比容量，但是ZnO的循环稳定性与比容量保持率仍有待提高。因此，本研究采用Cu-ZnSe微米球为模板，盐酸多巴胺为原料制备了氮掺杂碳包覆的ZnO/CuO微米球。该合成策略同步实现了活性物质转化、内部孔隙结构构建以及外部导电碳层包覆。氮掺杂形成的吡啶氮、吡咯氮、石墨氮可以增加表面活性位点，促进离子电子转移。碳包覆后，在材料内部产生大量的缺陷，可以为表面氧化还原反应提供大量活性位点。ZnO/CuO/N-C微米球作为锂离子电池负极材料表现出出色的电化学性能。在0.1 A·g-1电流密度下200次循环后表现出高比容量为1010.4 mAh·g-1。在1 A·g-1高电流密度下1000次循环后比容量为447.1 mAh·g-1。其储锂过程具有较高的赝电容贡献，确保了优异的倍率性能。性能的提升主要归因以下因素：氮掺杂碳层有效缓冲了体积膨胀并维持了结构完整性；内部孔隙促进了电解液浸润与离子传输；ZnO与CuO的转化与合金化反应产生了高容量。