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1、鋰離子電池由于其優(yōu)異的儲(chǔ)能特性與循環(huán)性能在許多領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。電極材料作為影響鋰離子電池性能的關(guān)鍵因素之一,自鋰離子電池的概念被提出以來(lái)就受到密切關(guān)注。目前鋰離子電池所采用的正負(fù)極材料分別為鈷酸鋰和碳,多年的改進(jìn)使它們的容量得到了很大提高并接近其理論能量密度。為了滿足更高要求,唯一的出路就是尋找具有更高能量密度的電極材料。錫基合金以其較高的理論嵌鋰容量而受到人們的廣泛關(guān)注,但這些材料作為負(fù)極材料存在缺陷,在鋰離子電池充放電過(guò)程中因
2、大的體積膨脹/收縮而導(dǎo)致循環(huán)性能變差。通過(guò)縮小錫基材料的尺寸將其納米化期望其擁有高的容量的保持力和穩(wěn)定的微觀結(jié)構(gòu),采用納米技術(shù)對(duì)電極材料進(jìn)行改性是一種有效的方法。 本文用直流電弧放電法制備了Fe-Sn、Ni-Sn、Mg-Sn納米粒子,采用XRD、TEM、TG-DTA等各種分析手段對(duì)制備的納米粒子進(jìn)行了分析和表征。對(duì)于Fe-Sn體系,合成的納米粒子外層為5-10 nm的SnO<,2>,核為多晶的金屬間化合物。納米粒子為Fe,Sn,
3、FeSn<,2>和Fe<,3>Sn<,2>組成的多相混合物。DSC分析表明納米粒子在空氣中具有良好的抗氧化性能。同時(shí),在500 K以下無(wú)放熱峰出現(xiàn),表明納米粒子具有良好的低溫抗氧化性能。此外,從實(shí)驗(yàn)結(jié)果和熱力學(xué)方面的考慮對(duì)納米粒子的形成機(jī)理做了詳細(xì)討論。對(duì)于Ni-Sn體系,XRD分析表明納米粒子主要由Ni,Sn,Ni<,3>Sn<,4>等相組成。Sn比Ni蒸發(fā)快是導(dǎo)致納米粒子和原料存在明顯成份偏差的主要原因。由于非平衡反應(yīng)和非常短的反應(yīng)
4、時(shí)間,反應(yīng)產(chǎn)物為含有Ni<,3>Sn<,4>的多相混合物。相對(duì)于低熔點(diǎn)的Sn納米粒子,金屬間化合物納米粒子在725 K左右緩慢氧化,具有良好的熱穩(wěn)定性。對(duì)于Mg-Sn體系,XRD分析表明納米粒子主要由Mg,Sn,Mg<,2>Sn等相組成。在本實(shí)驗(yàn)的條件下,Mg<,2>Sn在所有樣品中均為主相。少量未反應(yīng)的Sn和Mg也出現(xiàn)在納米粒子中。TG/TA分析表明在700 K以下無(wú)放熱峰出現(xiàn),表明納米粒子具有良好的低溫抗氧化性能。 此外,我
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