本研究以電紡絲法製備聚丙烯?(polyacrylonitrile)奈米碳纖維，再以水熱法於纖維表面沉積氫氧化鎳/氫氧化鈷，分別在氮氣氣氛與空氣氣氛下，以不同熱處理溫度觀察其結構變化，並探討結構對於此碳纖維/鎳鈷複合膜之電化學表現。在氮氣氣氛下，複合膜在未經熱處理前，呈現片狀的氫氧化鎳/氫氧化鈷型態附著在纖維表面；經過200 oC熱處理後，複合膜由片狀轉變成為針狀結構，其組成仍為氫氧化物；經過300 oC熱處理後，轉變成為氧化鎳/氧化鈷針狀結構型態，但當在更高溫下的熱處理，纖維上的氧化鈷/氧化鎳會聚集且脫落。300 oC熱處理的樣品所呈現的氧化鎳/氧化鈷針狀結構，具有比片狀氫氧化鎳/氫氧化鈷更高的比表面積與孔洞結構，同時又擁有較佳導電性和氧化鎳/氧化鈷所提供的高理論電容值，因此擁有最佳的電化學效能，充放電測試顯示在150 mA/g電流密度下具有645 mAh/g的比電容量，循環壽命測試顯示在200 mA/g電流密度下循環100次仍具有553 mAh/g的比電容量。複合膜在空氣氣氛下熱處理，觀察到樣品在300 oC下呈現NiCo2O4薄片覆?於碳纖維表面，且具有?多孔洞，較多的中孔體積結構幫助鋰離子進入電極內部區域，400 oC熱處理後則出現聚集，但仍有一層NiCo2O4覆?於碳纖維之上。經電化學測試後，300 oC熱處理後的碳纖維擁有最佳的電化學效能，充放電測試顯示在150 mA/g電流密度下具有734 mAh/g的比電容量，循環壽命測試顯示在200 mA/g電流密度下循環100次仍具有595 mAh/g的比電容量，這歸因於NiCo2O4擁有比氫氧化鎳/氫氧化鈷更適合做為電極材料的特質，包含較高的理論電容值、高導電度使電子快速傳遞、高比表面積與中孔體積。
| Date of Award | 2017 Aug 2 |
|---|
| Original language | Chinese |
|---|
| Supervisor | Chieh-Tsung Lo (Supervisor) |
|---|
電紡絲奈米碳纖維與鎳鈷氧化物複合膜於鋰離子電池負極材料之研究
嘉敏, 徐. (Author). 2017 Aug 2
Student thesis: Master's Thesis