锂离子电池锡基负极材料的合成及其性能表征

被引量 : 0次 | 上传用户:maxfree99999
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目前,商品化的锂离子电池负极材料主要为石墨材料,然而石墨的理论比容量仅为372mA h g-1,难以满足人们对电源的能量密度与日俱增的要求。因此,探索新一代的高容量长寿命的负极材料已经成为锂离子电池研究领域的热点材料之一。其中具有较大的嵌锂理论容量的锡基负极材料,是一种较有前景的负极材料。然而其在充放电过程中,由于锂离子的反复脱嵌,锡的体积变化很大,造成电极材料粉化和剥落进而导致其循环性能差。如何缓解其体积膨胀,抑制活性物质的粉化及脱离以改善循环性能,一直是研究锡基负极材料的重要课题。本研究尝试通过元素掺杂、不同碳源制备及碳包覆探索对锡基负极材料的电化学性能影响,旨在寻找提高锡基负极材料循环寿命的有效途径。本论文的具体内容如下:1.以廉价的Zn、 Fe部分取代Sn-Co-C复合材料中昂贵的Co,制得Sn-Co-M-C(M=Zn、Fe)负极材料,探讨掺杂Fe、Zn对其结构和电化学性能的影响。掺Fe,虽然能降低成本,但不能提高Sn-Co-C负极材料的比容量;而掺Zn制得的Sn-Co-Zn-C负极材料的首次放电比容量为571mAh g-1,45次循环后其放电比容量仍有369mA h g-1,明显高于未掺杂的Sn-Co-C负极材料。因此,掺Zn不仅有利于控制材料的成本同时也有助于提高电极比容量并改善其循环寿命。2.以不同碳源通过氧化物碳热还原法制备Sn-Co-C材料并探讨对其结构和电化学性能的影响。结果表明,与单一的碳源(蔗糖或石墨)相比,用蔗糖和石墨混合的双碳源制备Sn-Co-C材料表现出更好的电化学性能。究其原因,可能有以下几个方面:(1)双碳源制备的材料中合金粒子粒径小于单一碳源制备的材料,这有助于提高其倍率性能;(2)双碳源制备的材料中合金粒子的分布更均一,团聚的较少;(3)由石墨和无定形碳组成的导电网络是稳定的,有助于提高其循环性能。以有机碳源和无机碳源混合的双碳源制备的材料具备比单一碳源更优异的电化学性能。该方法可以拓展至其他锡基或合金材料体系。3.采用葡萄糖水热法及碳化后处理合成制备从未报导过的碳包覆锡锌氧化物/碳微球(ZTO@C/CSs)负极材料。结果表明,ZTO@C/CSs复合材料中碳含量为42%左右。与未包覆前相比,其表现出更优异的循环性能和倍率性能。经过100次循环仍保持745mAh g-1,甚至在2000mA g-1电流密度下其放电比容量仍有470mA h g-1。如此高的可逆比容量、良好的循环性能及倍率性能是由纳米ZTO、包覆碳层和碳微球共同作用下获得的。虽然首次库伦效率仍需要进一步改善,但是ZTO@C/CSs复合材料作为锂离子电池负极仍有广阔的应用前景。
其他文献
本论文的研究内容主要集中于以碳材料为载体与(氢)氧化镍[Ni(OH)2,NiO]复合的电极材料的制备及其在电化学电容器中的应用。共分为三章:第一章概述了电化学电容器研究背景、应用范围
目的探讨婴幼儿急性腹泻病原微生物检验的临床效果。方法在医院2015年11月至2018年11月诊治的急性腹泻婴幼儿中选取77例作研究对象,获取其大便标本,检测病原微生物,并分析本
建筑色彩是建筑形态视觉要素中重要的一部分,也是一种无声的语言,它不仅赋予一座城市生命活力,而且还体现了一座城市的文化内涵,成为文明的标识,伴随着现代城市建设的不断发
中国古代诗论特别喜欢论诗味,中国古代文学批评也十分注意以“辨味”来批评,从而构成中国古代文论和批评的一大特色。从孔子将音乐与味结合在一起,感叹“子在齐闻《韶》,三月不知
<正> 少数民族舞蹈是我国舞蹈总体的一部分。中华民族包括五十六个民族。民族舞蹈极为丰富,是中华民族艺术宝库中的一颗明珠。认真探索民族舞蹈的美学特征,对于继承发扬传统
目的探讨老年患者的护理危机和防范措施。方法选择2015年12月~2016年12月来我科就诊的220例老年患者为研究对象,并且按照随机原则平均分成A组和B组,各110例。A组采用常规护理
现在社会是风险社会,风险形成机制更加隐蔽、风险源增多、风险流动速度更快、范围更广,以及次生风险在一定条件下可以转化为主要风险等特点,让当下的个体和组织都面临更多挑
综述中药有效组分配伍的现代研究进展。中药有效组分配伍实现的基本方法包括单味药标准组分配伍、中药复方有效组分配伍、构成复方的有效组分配伍、针对病理环节的有效组分配
2004年年底,俄罗斯政府正式做出铺设“东西伯利亚——太平洋”石油管道(以下简称“太平洋”管线)的决定。中俄“安大线”和日俄“安纳线”之争至此结束。俄罗斯最终确定以巨资打
目的观察隔姜灸肺俞穴联合复方甲氧那明对缓解期慢性阻塞性肺疾病临床症状及肺功能的影响。方法将93例患者随机分为灸疗组(46例)和对照组(47例);灸疗组予隔姜灸肺俞+口服复方