纳米Zn 2 SnO 4 /石墨烯复合材料的水热法制备及其电化学性能

发布时间：2021-07-31 09:42

　　大功率、大容量锂离子电池在新兴科技中日益增长的需求引发了人们开发高性能电极材料的热潮。传统商业石墨负极材料由于其理论容量低（372mAh g-1）和大倍率性能差等问题，已不能满足当前高耗能器械的需求。因此，开发一种新型负极材料来提高锂离子电池性能刻不容缓。Zn2SnO4由于其理论容量高和电子电导率高等优点引起了很大关注。然而，Zn2SnO4在Li+合金化和脱合金化过程中会发生巨大的体积变化，导致材料粉末化和脱落，致使容量衰减迅速，从而限制了其商业化应用。为了解决上述问题，本文以细化Zn2SnO4晶粒尺寸为出发点，结合石墨烯或者Co元素掺杂来提高Zn2SnO4负极材料的电化学性能，获得以下结果：（1）采用水热法以酒石酸钾钠为形貌诱导剂制备了超细Zn2SnO4纳米粒子，其平均尺寸在8¹0nm；通过不同水热时间的截断实验，探讨了纳米粒子的形成机制，属于“溶解再结晶”机制；通过调节酒石酸盐浓度，研究了酒石酸钾钠对纳米粒子合成的影响，酒石酸根可能依附在纳米粒子表面，阻碍其团聚、熟化长大，致使纳米粒子形成。（2）引入石墨烯作为基体，制备了Zn2SnO4纳米粒子/石墨烯复合材料... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

锂离子电池的工作原理

空心CoSn(OH)

最后滴入氧化剂过硫酸铵溶液，冰水浴条件下持续搅拌 12 h，则制得了n2SnO4复合材料。聚吡咯属于有机导电聚合物类，常见的还有聚多巴胺（（PANI）等。有机导电聚合物覆着在材料表面不仅能增加材料导电性而制材料体积变化，增加材料的循环稳定性。在 60 mA g-1电流密度下，循环后容量仍有 478 mAh g-1，优于纯相的容量（328 mAh g-1）。了常温包覆碳材料以外，更常见的是以葡萄糖为碳源，利用水热–碳化包覆[44,45]，这里不再举例说明。此外，这里论述一种新型一步制备碳包方法—喷雾热解法。喷雾热解法是将原料配成溶液，通过喷雾装置将反入反应器内，反应物发生热分解反应生成纳米粒子。此方法具有操作简子组分均匀、比表面积大等优点。国高丽大学 Hong Y J 等人[37]以氧化锌和草酸锡为原料，利用 HNO3溶溶液，加入聚乙烯吡咯烷酮（PVP），混合均匀，然后在 700oC 下利用了碳包覆 Zn2SnO4球复合材料，如图 1.4 所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]碳包覆Zn2SnO4锂电池负极材料的制备及电化学性能研究[J]. 姬晓旭,赵庆怀,王丽,王爱华.  人工晶体学报. 2014(06)



本文编号：3313228