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文檔簡介
1、鋰離子電池是目前大規(guī)模商業(yè)儲能應(yīng)用的電池技術(shù),鈉離子電池是非常有潛力的電儲能器件。本文通過簡單的方法制備了CuSn(OH)6亞微球產(chǎn)物,并通過不同的處理方法制備了四種錫基電池負(fù)極材料,分別是CuSnO3、CuSnO3@C、Cu3Sn/SnO、Cu3Sn/SnO@G四種電極材料。分別以上述四種材料作為鋰離子電池和鈉離子電池的負(fù)極材料,進(jìn)行電化學(xué)性能測試,并做了對比。
本研究主要內(nèi)容包括:⑴CuSn(OH)6在空氣氣氛下,350℃
2、的高溫爐中進(jìn)行煅燒,就可以得到CuSnO3材料,以該材料作為電池的負(fù)極材料,研究其電化學(xué)性能。錫氧化物因其具備比較高的比容量,幾乎是石墨比容量的兩倍,受到大量關(guān)注,作為鋰離子電池負(fù)極材料具有非常好的前景。但是本文中的研究發(fā)現(xiàn),該材料的循環(huán)性能較差,主要原因是,材料在充放電的反應(yīng)過程中,存在嚴(yán)重的體積膨脹,導(dǎo)致材料遭到破壞,比容量降低。⑵通過高溫煅燒的方法,得到了CuSnO3@C電極材料。CuSnO3@C作為電池的負(fù)極材料無論是循環(huán)穩(wěn)定性
3、還是倍率性能都比CuSnO3材料有明顯提高。原因是,在材料表面包覆了一層碳結(jié)構(gòu),可以提高電子的轉(zhuǎn)移速度,從而提高了材料的導(dǎo)電性。另外,包覆碳層可以有效防止活性材料的聚合及充放電過程中的體積膨脹。所以該材料表現(xiàn)出了比較好的循環(huán)性能和倍率性能。⑶通過對CuSn(OH)6還原,得到了Cu3Sn/SnO材料,該材料作為鋰離子電池負(fù)極材料,性能一般,但是作為鈉離子電池表現(xiàn)出了較好的電化學(xué)性能。主要原因是SnO在充放電過程中,可以生成Li2O或者N
4、a2O,起到緩沖作用,提高材料的可逆比容量;Cu3Sn成分中,銅的存在可以提高材料的導(dǎo)電性,還可以對材料起到支撐作用,有效地抑制充放電反應(yīng)過程中的體積膨脹。⑷成功制備出了無需加入導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑的Cu3Sn/SnO@G電極材料,并研究了其分別作為鋰離子電池負(fù)極材料和鈉離子電池負(fù)極的電化學(xué)性能。結(jié)果表明,石墨烯夾層結(jié)構(gòu)可以有效提高材料的循環(huán)性能,原因是石墨烯層狀結(jié)構(gòu)可以提高反應(yīng)過程中的電子傳遞速度,提高材料的導(dǎo)電性,石墨烯夾層結(jié)構(gòu)可以有效抑
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