Page 211 - 《精细化工》2021年第11期
P. 211
第 11 期 陈修栋，等: 金属有机聚合物衍生 Co 3 O 4 的制备及其储锂性能 ·2357·
图 5 为 Co-MOP-600 的 XPS 谱图。由图 5a 可
知，在结合能为 779.9 和 794.9 eV 处出现两个主
要峰，分别对应 Co 2p 3/2 和 Co 2p 1/2 ，是典型的
Co 3 O 4 的峰。Co 2p 3/2 的峰可以通过分峰软件分为
3+
两个峰，分别为 779.6 eV 处的 Co 2p 3/2 和 781.2 eV
2+
处的 Co 2p 3/2 。Co 2p 1/2 也可以被分为两个峰，其
3+
分别为 794.7 eV 处的 Co 2p 1/2 和 796.2 eV 处的
2+
Co 2p 1/2 。在 789.4、785.7 和 803.5 eV 处分别出
现 Co 2p 3/2 和 Co 2p 1/2 的卫星峰。由图 5b 可以看出，
O 1s 可以分为 3 个明显的峰。在结合能为 529.7 eV
处对应 Co-MOP-600 中的晶格氧的峰，531.1 eV 处
可能为材料晶体表面—OH 或者 H 2 O 中的氧对应的
峰，532.7 eV 处为 Co-MOP-600 中的缺陷位点对应
氧的峰。结果表明，Co-MOP-600 的组成为 Co 3 O 4 。
图 6 Co-MOP（a）和 Co-MOP-600（b）的氮气等温吸
附-脱附曲线（内插图为孔径分布图）
Fig. 6 Nitrogen isotherm adsorption-desorption curves of
Co-MOP (a) and Co-MOP-600 (b)
2.2 电化学性能分析
Co-MOP-600 的循环伏安曲线和充放电曲线如
图 7 所示。由图 7a 可知，在第 1 圈阴极扫描过程中，
在 0.75~1.0 V 处出现了一个较强的还原峰，可以归
–
+
属于 Co 3O 4 被还原成金属钴（Co 3O 4 +8 Li + 8e →
4Li 2 O + 3Co）和电化学反应形成了固体电解质界面
膜（SEI）。在阳极扫描过程中，2.1 V 处出现强氧化
峰，这主要归因于钴被氧化成 Co 3 O 4 和 Li 2 O 分解
–
+
（4Li 2 O + 3Co – 8e → Co 3 O 4 + 8Li ）。随后的循环
+
伏安曲线展现出了高度重合，表明 Li 的插入和脱出
过 程具有较 好的可逆 性。为了 进一步了 解
图 5 Co 2p（a）和 O 1s（b）的 XPS 谱图 Co-MOP-600 材料的电化学性能，在 0.005~3.0 V 的
Fig. 5 XPS spectra of Co 2p (a) and O 1s (b) 范围内，电流密度为 100 mA/g 的条件下进行了恒电
流放电/充电反应，由图 7b 可知，Co-MOP-600 首圈
图 6 为 Co-MOP（a）和 Co-MOP-600（b）的氮 初始放电和充电容量分别为 1818.5 和 969.1 mA·h/g，
气等温吸附-脱附曲线及孔径分布图。由图 6 可知， 首圈库仑效率为 53.29%，首圈较低的库仑效率主要
Co-MOP 和 Co-MOP-600 材料孔径分布都呈现出介 归因于首圈循环过程中电极表面 SEI 膜的生成。
2
孔结构特征, 但 Co-MOP-600 的比表面积（19.9 m /g） Co-MOP-600 的放电平台与循环伏安曲线结果基本
2
相比 Co-MOP（46.71 m /g）有所下降，这主要归因 一致。
于高温煅烧使 Co-MOP 结构有一定程度的塌陷。所 在 100 mA/g 的电流密度下考察了 Co-MOP 衍
得衍生材料 Co-MOP-600 的介孔结构将为锂离子的 生材料作为负极材料的循环性能，见图 8。由图 8
传递提供通道以及电解液的浸润提供必要的接触面 可知，Co-MOP-500、Co-MOP-600、Co-MOP-700 都
积，从而有助于降低材料的内阻，使得材料具有较 有较高的初始比容量。但循环 100 圈后，Co-MOP-600
好的电化学性能。 保持了 1308.5 mA·h/g 的比容量，优于 Co-MOP-500
