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2.3 其他负极材料

刘艳英等

[19]

以十二烷基硫酸钠(SDS)、尿素分别为模板和沉淀

剂,在 80

℃下与 NiCl

2

·6H

2

O 反应 6h,合成了前驱体 Ni(OH)

2

。前

驱体在 260

℃下煅烧 5h 后得到电极材料介孔 NiO。

陈娜

[20]

将高锰酸钾、0.112gN-丁基毗咤四氟硼酸盐加入去离子

水中,充分搅拌至固体溶解再加入盐酸搅拌均匀,所得溶液转入
水热釜中,150

℃恒温水热反应 36h,自然冷却至室温。将得到产

物用去离子水洗涤 3 次,50

℃干燥 6h,即可得到空心多面体 β-

MnO

2

3 结束语

从以上溶剂(水)热模板法合成锂离子电极材料的介绍,可以看

出,其采用的模板主要有三种,反应物本身的自模板,表面催化
剂作为软模板,Si 纳米线、无定形 C 等模板等,而采用的方法主要
是溶剂(热),有些需要做进一步的固相烧结。

溶剂(水)热模板法合成锂离子电池电极材料与传统合成方法相

比,形貌结构稳定,结晶性好,比表面大,晶粒尺寸小的优点。这
些特点有利于离子和电子的快速迁移,使活性物质和电解质间充
分接触利于形成更多活性位点。同时该法合成的材料大部分是纳米
线、纳米棒、中空纳米棒、中空纳米管等,从形态学角度讲,这有利
于提高电池循环性能和大倍率充放电性能。

但是此法也存在一定问题:1) 溶剂(水)热模板法,从大规模生

产角度讲,还需要在工艺与设备方面做进一步的研究工作;2) 以
模板为导向剂合成纳米材料的反应机理仍需深入研究认识;3) 纳
米电极材料的形貌与相应的电化学性能之间关系仍需要进一步研
究。

随着纳米技术的发展,在计算材料科学技术的辅助下,我相

信反应机理能更为明晰,形貌和电化学性能之间的关系也能得到
合理解释,这必然有利于溶剂(水)热模板法合成锂离子电池电极材
料的发展,同时也是合成其他材料可以借鉴的有效方法。

参考文献

[ 1 ]  焦伟明,陈哲,尹懿等.高性能锂离子电池电极材料研究[J]. 能源

与环境, 2011(2): 34-35.

[ 2 ]  马小芬,贾雪枫,王后见.锂离子电池用尖晶石锰酸锂的研究进

展[J]. 河南化工, 2010, 27(8): 1-3.

[ 3 ]  常照荣,吴锋,徐秋红等. 锂离子蓄电池正极材料制备方法的新

进展[J]. 河南师范大学学报(自然科学版), 2005, 33(1): 63-68.

[ 4 ]  梁风,戴永年,姚耀春. 模板法制备孔状锂离子电池电极材料[J]. 

化学进展, 2009, 21(10): 2060-2066.

[ 5 ]  Fangyi Cheng, Zhanliang Tao, Jing Liang, et al. Template-

Directed Materials for Rechargeable Lithium-Ion Batteries[J]. 
Chem. Mater, 2008, 20: 667–681.

[ 6 ]  张临超, 陈春华. 锂离子电池电极材料选择[J]. 化学进展, 2011, 

23(2/3): 275-283

[ 7 ]  Dingsheng Wang,Xiaoling Ma, Yanggang Wang, et al. Shape 

Control of CoO and LiCoO

2

 Nanocrystals[J]. Nano Res, 2010, 3: 

1-7.

[ 8 ]  Mengqiang Wua,Qiyi Zhangb, Haipeng Lua, Ai Chena. 

Nanocrystalline orthorhombic LiMnO

2

 cathode materials 

synthesized by a two-step liquid-phase thermal process[J]. Solid 
State Ionics, 2004, 169: 47-50.

[ 9 ]  Xiaoling Xiao, Li Wang, Dingsheng Wang, et al. Hydrothermal 

Synthesis of Orthorhombic LiMnO

2

 Nano-Particles and LiMnO

Nanorods and Comparison of their Electrochemical 
Performances[J]. Nano Res, 2009, 2: 923-930.

[ 10 ]  Fu Zhou a,Xuemei Zhao ,Yunqi Liu, et al. Size-controlled 

hydrothermal synthesis and electrochemical behavior of 
orthorhombic LiMnO

2

 anorods[J]. Journal of Physics and 

Chemistry of Solids,2008, 69: 2061- 2065

[ 11 ]  Do Kyung Kim, P. Muralidharan, Hyun-Wook Lee, et al. Spinel 

LiMn

2

O

4

 Nanorods as Lithium Ion Battery Cathodes[J]. Nano 

Lett., 2008, 8 (11): 3948-3952.

[ 12 ]  Eiji Hosono, Tetsuichi Kudo, Itaru Honma, et al. Synthesis of 

Single Crystalline Spinel LiMn

2

O

4

 Nanowires for a Lithium Ion 

Battery with High Power Density[J]. Nano Lett., 2009, 9 (3): 
1045-1051.

[ 13 ]  王思敏,郑明森,董全峰等. 纳米级LiFePO

4

材料的水热模板法

合成及其性能研究[J]. 电化学, 2008, 14(4): 365-367.

[ 14 ]  G. Meligrana, C. Gerbaldia, A.Tue, et al. Hydrothermal 

synthesis of high surface LiFePO4 powders as cathode for Li-
ion cells[J]. Journal of Power Sources, 2006, 160: 516–522.

[ 15 ]  梁风,戴永年,姚耀春. 模板法合成有孔的锂离子电池正极材料

LiFePO4/C[J]. 无机化学学报, 2010, 26(9): 1675-1679.

[ 16 ]  杨召,余红明,邬春阳等. 一步回流法制备纳米 LiMnPO

4

正极材

料[J]. 中国科技论文在线

[ 17 ]  Jianfeng Ye, Huijuan Zhang, Rong Yang, et al. Morphology-
Controlled Synthesis of SnO

2

 Nanotubes by Using 1D Silica 

Mesostructures as Sacrificial Templates and Their Applications in 
Lithium-Ion Batteries[J]. small 2010, 6(2): 296–306.
[ 18 ]  薛寒明,邵光杰,张柳丽等. 模板法结合溶剂热法制备SnO

2

多孔

球体[J]. 电池, 2011, 41(4): 181-183.

[ 19 ]  刘艳英,郑明森,董全峰. 超级电容器用介孔NiO的制备及性能.

电池, 2009, 39(2): 59-61.

[ 20 ]  陈娜. 离子液体辅助条件下特异形貌氧化锰的可控制备研究. 

硕士论文, 2011.5.

[ 21 ]  赵谦,彭锡江,唐雅静. 基于PVP模板剂水热法制备TiO

2

纳米管. 

中北大学学报(自然科学版), 2009, 30(1): 59-62.

[ 22 ]  Changlin Yua, Jimmy C. Yu, Mui Chan. Sonochemical 

fabrication of fluorinated mesoporous titanium dioxide 
microspheres. Journal of Solid State Chemistry, 2009, 182: 
1061–1069.