鋰離子電池錫基負(fù)極材料的制備及改性研究.pdf

1、目前商品化的鋰離子電池負(fù)極材料主要是碳材料,但其理論容量僅有372mAh/g,很難進(jìn)一步提高電池的容量。因此,具有高容量(992mAh/g)的錫基合金材料成為近年來的研究熱點(diǎn)。但錫基材料在充放電過程中體積變化大,導(dǎo)致材料循環(huán)性能不佳。針對錫基合金材料的這一關(guān)鍵問題,本文設(shè)想通過摻入碳納米管(CNT)、制備多孔結(jié)構(gòu)的方法改善錫基負(fù)極材料的循環(huán)性能,主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　采用電沉積方法制備出了Sn-Cu合金-CNT復(fù)合材料。(

2、1)在錫銅鍍液中摻入分散性良好的碳納米管水分散液(CNT長度<2μm),制備出了Sn-Cu合金-CNT復(fù)合物,XRD分析主要含有Cu6Sn5、CNT、Cu3Sn相。充放電測試結(jié)果表明Sn-Cu合金-CNT復(fù)合物的循環(huán)性能優(yōu)于Sn-Cu電極。(2)鍍液中摻入經(jīng)過預(yù)處理的碳納米管粉體(CNT長度>2μm),獲得的Sn-Cu合金-CNT復(fù)合物主要含有Cu6Sn5及少量金屬Sn相。充放電測試表明電極的循環(huán)性能有所改善。SEM觀察可知鍍層中碳納米

3、管相互交織成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),表面覆蓋Sn-Cu合金。
　　采用電沉積方法制備出了Sn-Co合金-CNT復(fù)合材料。(1)在錫鈷鍍液中摻入分散性良好的碳納米管水分散液(CNT長度<2μm),并在鍍液中加入不同濃度的陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB),電鍍制備Sn-Co合金-CNT復(fù)合物,循環(huán)性能優(yōu)于Sn-Co合金。(2)鍍液中摻入經(jīng)過預(yù)處理的碳納米管粉體(CNT長度>2μm),電鍍制備Sn-Co合金-CNT復(fù)合物,循環(huán)90周后

4、充電比容量仍有563mAh/g。
　　利用聚苯乙烯膠晶作為模板,采用電沉積工藝制備出了多孔Sn-Cu合金-CNT、Sn-Co合金-CNT復(fù)合材料。多孔Sn-Cu合金-CNT復(fù)合材料主要含有Cu6Sn5和Cu3Sn相,循環(huán)100周后充電容量仍保持在410mAh/g;多孔Sn-Co合金-CNT復(fù)合材料主要含有CoSn3相,循環(huán)90周后充放電容量仍保持在400mAh/g以上,容量沒有明顯衰減。這些結(jié)果表明,多孔結(jié)構(gòu)改善了Sn基合金-CN