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随着新能源产业的不断创新,电子类设备在我们的生活中扮演了越来越重要的角色,而锂离子电池在其中发挥了不可代替的作用。尽管如此,锂离子电池的发展并没有跟上我们工作和生活日益增长的需求,由于其合成成本高,实际容量低,循环稳定性差的缺点,导致人们望而却步。过渡金属化合物由于其能量密度大等特点被大量应用在锂离子电池中,而镍基过渡金属化合物更是因其理论比容量高、自放电率低,使用安全性好等优势成为炙手可热的锂离子电池电极材料。如三元正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2和NiS2负极材料,它们的理论比容量分别是278和870 mAh g-1,但由于在充放电过程中,锂枝晶的产生和电极材料的体积膨胀以及较差的导电性等导致了电极材料的电化学性能不理想。为此,本文分别针对这两种电极材料提出了有效的提升电化学性能的方法,并做出了详细的解释与阐述。1.具有暴露的(001)晶面的圆盘状LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2纳米片的合成及其锂离子电池性能的研究在Pechini法的基础上添加特定的表面活性剂span 85合成制备出圆盘状的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2纳米片。结果表明,液体表面活性剂的添加对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2纳米片的形貌变化起关键作用,不仅能使纳米颗粒分散均匀,而且能改变纳米颗粒的大小,最重要的是可以暴露活性晶面。运用XRD详细分析了纳米片的物相组成,利用FESEM和HRTEM对纳米片的微观形貌进行了表征,并深入探究其应用在锂离子电池中的电化学性能。这种应用于锂离子电池的正极材料在2 C倍率下循环200圈后仍能保持在165 mAh g-1,其容量保持率为98.2%。2.榴莲状NiS2@rGO复合纳米材料的合成及其锂离子电池性能的研究通过添加适量的GO,运用EDTA-2Na辅助水热法合成榴莲状的NiS2@rGO纳米复合材料。结果表明,EDTA-2Na和GO的加入对榴莲状形貌的形成和倍率性能的提高发挥至关重要的作用:EDTA-2Na作为一种有效的螯合剂,能够与不稳定的Ni2+结合形成稳定的螯合物,避免了 Ni2+被GO氧化;GO的添加不仅会增加电极材料在充放电过程中的电导率,而且GO上的含氧官能团也可以作为NiS2成核的基底,石墨烯和NiS2之间的官能团可以促进纳米材料在成核和生长过程中的良好分散。当NiS2@rGO纳米复合材料应用于锂离子电池负极时,在100,200,500,1000,2000 mAg-1下充放电循环200圈之后,其可逆放电容量可以达到1053,947,885,798,603 mAh g-1。