Electrochemical reaction; pulsed laser deposition; Transition metal compounds; lithium-based matrixes;
在这个新的世纪,随着各种电动与电子技术高速发展,对能源的需求日异激增。锂离子电池的性能强烈地依赖于电极材料。寻找新型的先进负极材料去替代目前使用的基于含碳电极负极材料但锂离子电池的应用开发远远领先于人们对其电化学反应机理的认识。本课题采用脉冲激光沉积法制备了一些新型的简单过渡金属氧化物(ZnO,T2O5,CoO),氮化物(Co3N,Fe3N,Ni3N,Mn4N)和氟化物(CoF2)的薄膜。使用各种谱学与电化学技术调查了它们与锂的电化学反应特征,研究了它们的储锂机理。并结合简单的量子化学计算,探讨了过渡金属驱动Li2O,Li3N, 和LiF的分解的可能途经。 研究结果表明过渡金属化合物与锂的电化学反应具有可逆性,显示了过渡金属能够驱动惰性基质Li2O,Li3N,LiF的可逆分解与形成。电化学反应产生的纳米过渡金属在驱动Li3N,Li2O,LiF的分解中起了很重要的作用;而在化合物中阴离子N,O和F是电化学反应的中心,它与电极材料的容量有关。这些过渡金属化合物能够提供高的可逆容量,在300到1000 mAh/g之间。