錫基合金及其復(fù)合材料作為鋰離子電池負(fù)極材料的研究.pdf

1、目前商用的鋰離子電池負(fù)極材料是具有良好循環(huán)穩(wěn)定性的石墨化碳材料,但是它的容量偏小；石墨烯材料是近年來新興的碳材料,作為石墨材料的組成基元,sp2碳原子組成的單原子層結(jié)構(gòu)支撐起其特異的物理化學(xué)性質(zhì),在鋰離子電池負(fù)極材料領(lǐng)域也同樣展現(xiàn)出優(yōu)異的性能；Sn能夠與Li+發(fā)生可逆的合金化去合金化反應(yīng)而生成儲銼容量很大的Li4.4Sn合金相,但是多次循環(huán)的穩(wěn)定性很差。
　　 本論文通過不同方法制備Sn基合金及其與碳的復(fù)合材料,研究材料結(jié)構(gòu)、形

2、貌、顆粒大小等因素對其充放電性能的影響,探討優(yōu)化Sn基合金負(fù)極材料循環(huán)性能的有效途徑。
　　 (1)通過液相共還原制備Sn-Co合金納米顆粒,對比還原條件發(fā)現(xiàn)在水溶液中有絡(luò)合劑存在的條件下得到的Sn-Co合金粒徑在20～40mm之間且成分單一結(jié)晶性好,25次循環(huán)容量為178.9 mAh/g,保持率19.1％；球磨復(fù)合Sn-Co合金與乙炔黑得到的含碳16.7 wt％的Sn-Co/C復(fù)合物經(jīng)25次循環(huán)容量容量為211.1 mAh/g

3、,保持率為45.3％,性能比Sn-Co合金提高很多。
　　 (2)優(yōu)化還原條件實現(xiàn)了Sn2+,Co2+以及氧化石墨(GO)的共還原,得到Sn-Co/還原氧化石墨烯(RGO)復(fù)合物,Sn及Sn-Co合金的結(jié)晶度較高,RGO以低石墨化無定型碳材料形式存在,具有褶皺結(jié)構(gòu)。其首次不可逆容量損失僅為38.1％,80次循環(huán)后仍能保持547.6mAh/g的放電容量,循環(huán)穩(wěn)定性、高倍率充放電性能都得到了很大提升。
　　 (3)通過問苯二