二氧化錫-碳基復(fù)合材料的制備及電化學(xué)儲(chǔ)鋰性能的研究.pdf

1、鋰離子電池因其優(yōu)異的電化學(xué)性能一直受到國內(nèi)外研究人員的關(guān)注，也是新能源汽車最有潛力的儲(chǔ)能裝置。而作為鋰離子電池一部分的負(fù)極材料，其儲(chǔ)鋰性能的好壞直接影響到整個(gè)電池性能的高低，因而其一直是各國研究人員和電芯生產(chǎn)商關(guān)注的焦點(diǎn)。金屬氧化物SnO2因具有較高的比容量、較低的毒性以及低成本等優(yōu)點(diǎn)成為石墨基負(fù)極材料最有潛力的替代材料。然而本身亦存在一些不可避免的缺點(diǎn)。圍繞其缺點(diǎn)，國內(nèi)外研究人員展開了一系列的工作。本文以 SnO2為研究中心，從改變形

2、貌以及與碳材料復(fù)合兩個(gè)方面對(duì) SnO2進(jìn)行改性研究以提高它的電化學(xué)性能，具體內(nèi)容如下：
　　1、以預(yù)先處理后的碳納米管為容器，通過調(diào)控表面張力，利用毛細(xì)管作用將含有錫離子的溶液引入碳納米管空腔，經(jīng)過原位氧化還原反應(yīng)生成SnO2納米粒子并控制反應(yīng)時(shí)間合成了一系列SnO2@OCNTs（8 h-100 h）復(fù)合材料。經(jīng)XRD、TG、TEM等理化測(cè)試表明，隨著填充時(shí)間的增加，進(jìn)入管內(nèi)的粒子就越多，此結(jié)果也與電化學(xué)測(cè)試結(jié)果相一致。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間

3、為100 h，SnO2@OCNTs（100 h）表現(xiàn)優(yōu)異的儲(chǔ)鋰性能。在78 mA g-1電流密度下，首次放電比容量可達(dá)2250 mAh g-1，在0.4 A g-1下循環(huán)50次，其比容量值為804 mAh g-1，甚至在較大電流密度4 A g-1下循環(huán)200圈，材料依然保持了674 mAh g-1的放電比容量。
　　2、以 PVP/SnCl2溶液為前驅(qū)體，采用靜電紡絲技術(shù)，通過控制電壓、濃度等紡絲參數(shù)制備了不同直徑大小的PVP/S

4、nO2納米纖維，然經(jīng)熱處理得到 SnO2納米纖維。再將其與氧化石墨烯GO進(jìn)行物理混合，經(jīng)后續(xù)的熱處理和超聲處理制備了三種不同直徑大小的SnO2/rGO的復(fù)合材料，并對(duì)其進(jìn)行一系列的物相和電化學(xué)表征。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明，SnO2納米纖維直徑越小，與 rGO復(fù)合后，復(fù)合材料的電化學(xué)性能越優(yōu)異。其在0.4 A g-1的電流密度下進(jìn)行充放電， SnO2/rGO循環(huán)50圈后，其比容量值可維持1987 mAh g-1。甚至在4 A g-1極大的電流