含錫鋰離子電池復(fù)合負極材料的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、隨著傳統(tǒng)能源的過度消耗，環(huán)境污染日益嚴重，人們對環(huán)保高效的新能源需求越來越強烈，其中鋰離子電池是其中的佼佼者，已經(jīng)吸引了廣泛的關(guān)注。隨著移動電子設(shè)備，電動汽車以及大型儲能裝置的廣泛應(yīng)用，需要繼續(xù)研究以滿足鋰離子電池長壽命、高容量、高性能的要求。目前大量應(yīng)用的石墨負極材料，理論可逆容量僅為372 mAh g-1，已不能滿足使用者對高性能鋰離子電池的需要。二氧化錫用作鋰離子電池負極材料具有較高的體積與質(zhì)量比容量，因而具有非常大的應(yīng)用前景。但

2、二氧化錫作為負極材料，在鋰離子的嵌入和脫出過程中產(chǎn)生巨大體積膨脹，造成電極材料的粉化與團聚，從而使鋰離子電池壽命與容量快速衰減。二氧化錫通過與其他物質(zhì)復(fù)合可以充分發(fā)揮其自身高體積比容量與高質(zhì)量比容量的優(yōu)勢，從而獲得具有較高性能的鋰離子電池負極材料，而且通過二氧化錫與其他材料復(fù)合能夠發(fā)揮異種材料的相互隔離與分散作用。
　　本文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)通過簡單的沉淀法制備了具有不同Ti/Sn摩爾比的Ti-Sn-O復(fù)合氧化物

3、，并采用吡啶，吡咯，葡萄糖作為碳源進行包碳處理。對復(fù)合氧化物與單一物質(zhì)進行了電化學(xué)性能的測試與分析。相對于單一的物質(zhì)TiO2與SnO2，當(dāng)復(fù)合材料Ti/Sn摩爾比為1.7/0.3時，用吡啶作為碳源進行碳包覆時具有最優(yōu)異的電化學(xué)性能。相對于單一TiO2與SnO2，Ti-Sn-O復(fù)合材料電化學(xué)性能的提高歸因于復(fù)合物中TiO2高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，Ti-Sn-O復(fù)合氧化物具有相對更小的晶粒尺寸以及在充放電過程中TiO2與SnO2兩種元素的相互隔離作

4、用，抑制材料晶體顆粒長大。
　　(2)通過草酸錫與二茂鐵一步反應(yīng)合成了Fe3O4、FeSn、Fe3C和碳納米管復(fù)合材料(Sn-Fe-O-C)。電化學(xué)性能測試表明，當(dāng)草酸錫與二茂鐵比例為1/9，燒結(jié)溫度為550℃時達到了較好的電化學(xué)性能，這可能是因為較低的燒結(jié)溫度使無定型碳較多，增加了活性儲鋰位置。另外復(fù)合材料中的碳納米管能夠提高材料的導(dǎo)電性緩解抑制材料的體積膨脹與團聚。Fe-Sn合金中的惰性物質(zhì)Fe也可有效緩解抑制電化學(xué)反應(yīng)中生成