Sn-C納米復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能的研究.pdf

1、該研究主要利用路易斯酸對稠環(huán)芳烴的催化作用原理,經(jīng)原位熱縮聚、溶劑抽提、炭化過程合成納米Sn/C復(fù)合材料;利用偏光顯微鏡、SEM、XRD、TEM、TG等測試手段對Sn/C復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行表征,利用充放電儀、循環(huán)伏安測試儀等對材料的電化學(xué)性能進(jìn)行了研究,闡明低溫?zé)崽幚硖坎牧系慕Y(jié)構(gòu)、性能與其電化學(xué)行為之間的關(guān)系.以TBTC/瀝青為前驅(qū)體,通過原位聚合、溶劑抽提、炭化制備出粒徑范圍在100-150nm的Sn/C復(fù)合材料.結(jié)果表明:隨著T

2、BTC添加量的增加,聚合收率逐漸減少最后趨向穩(wěn)定,聚合產(chǎn)物中的PI組分含量逐漸增加,產(chǎn)物的形貌由規(guī)則的球型逐漸形變?yōu)闊o規(guī)則的塊狀.作為鋰離子電池負(fù)極材料使用時,首次循環(huán)效率隨著材料熱處理溫度的提高而增加,首次充放電容量則隨著TBTC添加量的增加呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢,在10％TBTC含量時達(dá)到最大的比容量值.以TBTC/工業(yè)重油為前驅(qū)體,通過聚合、炭化得到尺寸范圍在20-100nm的納米Sn/C復(fù)合材料.研究結(jié)果表明:隨著TBTC添加量

3、的增加,聚合收率先有很大的提高后逐漸減少并趨于穩(wěn)定,產(chǎn)物主要是無規(guī)則的塊狀結(jié)構(gòu);隨著TBTC添加量的增加,復(fù)合材料的首次充放電容量逐漸增加;隨著炭化溫度的提高,電極材料的首次充放電容量逐漸減少,首次循環(huán)效率逐漸增加;隨著錫含量的增加,首次循環(huán)效率先略有增加后逐漸減小.以SnCl<,4>/T業(yè)重油為前驅(qū)體,通過聚合、抽提、炭化得到納米Sn/C復(fù)合材料,研究結(jié)果表明:增加SnCl<,4>的用量可以提高聚合收率,生成的聚合產(chǎn)物具有較好的溶解性

4、;在聚合及抽提得到的前驅(qū)體中,錫主要是以無定型的氧化錫形式存在,通過熱處理,氧化錫逐漸結(jié)晶,并在600℃左右被還原為金屬錫;形成的Sn/C復(fù)合材料主要為球形顆粒,有一些顆粒發(fā)生融并形成枝狀.在以陽離子交換樹脂為前驅(qū)體制備Sn/C復(fù)合材料的過程中發(fā)現(xiàn),離子交換樹脂炭化過程主要經(jīng)歷兩個不同的階段,并且根據(jù)其中陽離子的不同,經(jīng)歷不同的炭化過程.炭化后錫主要以SnS的形式存在,沒有達(dá)到我們預(yù)期的目的.SnS的存在也大大降低了復(fù)合材料的首次充放電