ZnO-based Li-ion battery

1、PRESENTED BY 陈晓秋陈晓秋 2015年年5月月11日日 Introduce ZnO-based anode materials Conclusion CONTENTS 1 2 3 Introduction ZnO，六方晶系，第三代半导体重要成员之一。能带 隙和激子舒服能较大，透明度高，有优异的常温发光性 能，在半导体领域的液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极 管等产品中均有应用。此外，ZnO作为一种纳米材料在其 他相关领域发挥作用，如锂离子电池。 http:/www.RedO 锂离子电池ZnO负极材料具备978 mAh/g的理论容量，但其 电导率低和高体积膨胀率导致循环过程容量衰减迅速

2、。为此，研 究人员进行了相关改善。 ZnO-based anode materials Dandelion-like ZnO nanorod arrays (Wang et al. 2009) Growing ZnO on copper substrates (Huang et al. 2011) Compositing ZnO with SnO2 (Ahmad et al. 2012) Ultrathin ZnO nanotubes (Park et al. 2012) Bramble-like ZnO arrays (Yan et al. 2015) Dandelion-like ZnO

3、nanorod arrays 采用阴极沉积法，在水溶液（含65 g/L ZnCl2, 190g/L KCl, 30 g/L H3BO3, brighteners 921A 32mL/L and 921B 2mL/L）中加入纯Zn片作为阳极，室温下以1 A/dm的电流电镀140 s制得Zn薄膜（0.65m）；再转移至80 mL水溶液（含1.0 g NH3H2O, 25%)，80水热反应4 h制得蒲公英结构ZnO纳米棒阵列。 Growing ZnO on copper substrates 150 mL Zn(NO3)2 (0.05M) + 150 mL CO(NH2)2 (1 M) + 150

4、mL DI water，水平悬浮Cu箔，80缓慢搅拌1h制得碱式碳酸锌。 (尿素作用：提 供碳酸和PH调节剂)；氩气氛围350煅烧45 min制得多孔ZnO纳米片。 Compositing ZnO with SnO2 10 mL NaOH (2 M) + 5 mL 30% H2O2均匀搅拌后转移至20 mL反应釜，再加入 锌箔一片（3 cm 5 cm），180水热反应12h制得ZnO纳米线；0.22g SnCl45H2O + 5 mL乙醇 + 5 mL DI搅拌均匀后用NaOH调PH至12后转移至反应釜，再加入上一 步制备的ZnO纳米线，150水热反应24 h制得ZnO/SnO2复合材料。 U

5、ltrathin ZnO nanotubes 4000 rpm多次旋转涂覆醋酸锌溶液制得ZnO纳米微粒籽晶层，再包覆一层聚甲基 丙烯酸甲酯(PMMA)，电子束刻蚀制得规则ZnO纳米棒阵列；浸入Zn(NO3)26H2O+ 环六亚甲基四胺水溶液，置于85烘箱6-10 h；样品水平放置于石英管, NH3气氛 660热处理1535 min制得ZnO纳米管。 Nanorods Nanotubes Needle-like & Bramble-like ZnO arrays 按照体积比1:3，将适量丁胺溶于DI，转移其中35 mL至反应釜，加入一片Zn 箔（1.01.0 cm），130水热反应16h制得针状

6、（needle-like）ZnO阵列； V(DI):V(乙醇)=1:1作为溶剂，适量NaOH加入至醋酸锌溶液，冰浴搅拌获得前 驱体，转移至反应釜，再加入上一步制得的针状ZnO，100水热反应1h获得荆棘 状（bramble-like）ZnO。 SEM Conclusion These techniques can enhance the conductivity, facilitate the lithiation/delithiation process, or buffer the volume changes to alleviate the pulverization of the a

7、ctive particles. Ordered nanostructured ZnO materials were used as the anode materials of lithium-ion battery due to the advantages of simple environment- friendly procedure, low cost, and better electrochemical performance. Particularly, ordered nano-array materials, such as one-dimensional (1D) ZnO nanorod array and ZnO nanotube array, etc., not only have large electrolyte/electrode contact area, short diffusion lengths of lithium ions, and good strain accommodation, but also ensure easy diffusion of electrol