V_2O_5-TiO_2离子存储电极薄膜的溶胶-凝胶法制备与性能研究.pdfVIP

助 曹才 抖 2011年第10期(42)卷 V2O5一TiO2离子存储 电极薄膜的溶胶一凝胶法制备与性能研究 孔庆虎 ，朱泉晓，胡思平 ，简泽浪，陈 文 (武汉理工大学 材料科学与工程学院 ，湖北 武汉 430070) 摘 要 ： 利 用无 机 溶 胶一凝 胶 技 术 制备 了 V。0 一 透过性能l2]。在这些氧化物 中，TiO 具有很好的反 (TiO。) 离 子 存 储 电极 薄膜 。采 用 X 射 线 衍 射 应活性和较快的 Li扩散速率 。离子注入时 ，TiO。薄 (XRD)、原子力显微镜 (AFM)、Raman光谱 、循环伏安 膜在可见光区域存在弱着色行为 ，在近红外区域表现 法 (CV)和紫外一可见光透射光谱分别研究了复合薄膜 出无着色行为。TiO。作为添加材料 ，可以提高主体材 的微观结构 、化学计量 、锂 离子注入性能 以及光学性 料的电导率 ，改善其光学性能 ，并有效阻止 电极材料在 能。结果表 明复合薄膜具有 Vo 的层状结构 ，其C轴 循环过程中发生晶化转变。V。()一TiO：薄膜被认为是 方向的结构取向性有所降低 ；颗粒尺寸和表面粗糙度 极具吸引力的透 明对 电极材料 ，许 多科学工作者采用 显著减小；同时 Tio 的复合导致薄膜 中V o 的化学 不同的前驱体制得其复合薄膜 ，并研究 了其性能 。 计量发生偏移 ，氧空位数量增 多。当 一0．2时，薄膜 采用无机溶胶一凝胶过程和水热过程制备获得 具有相对较高的离子存储容量及循环稳定性 ，并且在 Vz()s—TiO 复合薄膜，并通过 XRD、AFM、Raman、CV 离子注入 ／脱 出状态均获得相当高的可见光透过性。 和 uV—Vis透射光谱研究复合薄膜 的结构形貌、化学 关键词 ： 溶胶～凝胶技术 ；V。O ；TiO。；薄膜 ；离子存 计量 、离子存储性能以及光学性能。 储 电极 中图分类号： 0646 文献标识码：A 2 薄膜制备及性能测试 文章编号 2011)10—1754—04 2．1 V。0一(Ti()) 复合溶胶及薄膜的制备 1 引 言 采用 TiC1、去离子水、氨水 、3O 的H。()。溶液和 电致变色器件按其作用原理主要分为两种类 型： V。()粉末来制备 V。O一TiO 复合溶胶。实验过程如 一 种是反射调制型，如汽车防炫 目后视镜 ，信息显示模 下 ：采用熔 融淬冷法制备 V。() 溶胶；取一定量 的 块等 ；另一种是透射调制型，如电致变色 “灵巧窗”。对 TiC1缓慢滴入冰水混合物中，剧烈搅拌使其充分溶解 于透射调制 型器件 ，不仅对 电致变色层材料有很高的 后，滴加稀氨水溶液直至 pH值约为 7，形成 白色悬浊 要求 ，对离子存储层材料也有非常高的要求 ，即它必须 液，抽滤洗涤固体物，然后将其溶于适量 3o 的H。()。 同时具备高的离子存储容量 、循环稳定性和 良好 的光 溶液 ，获得黄色半透明的过氧钛酸 (PTA)溶液 ；然后 ， 学性能。透射型电致变色器件 中存在两种类型的对 电 将不 同摩尔配 比的V。O溶胶与过氧钛酸溶液均匀混 极 ：一类是与电致变色层 (WO。薄膜)互补致色的光活 合并将其倒入反应釜 中，于 180℃保温 12h，得到较长 性 电致变色对 电