二氧化锡/碳复合材料的合成及其电化学储锂性能研究

发布时间：2021-03-05 20:36

　　锂离子电池（LIBs）能量密度高,性能优于传统的可充电电池,然而难以满足便携式电子及电动汽车（EVs）对电池产品的高容量高功率的需求。就负极而言,目前商用负极石墨基材料理论容量只有372 mAhg^-1,限制了高能量新型电池的研究与开发。二氧化锡（SnO₂）具备较高理论容量(783 mAh g^-1)、高自然丰度和环境友好等优势,被认为是新型负极材料的的重要候选者。然而,SnO₂在研究与应用过程中面临几个重要的关键问题:首次不可逆损失大、材料低电导率及锂离子脱嵌前后体积膨胀（～300%）,从而导致SnO₂负极材料倍率性能、循环稳定性等电化学性能表现欠佳,逐渐成为该材料的应用与发展的瓶颈因素。因此,本文重点围绕二氧化锡基纳米材料与导电碳纳米材料的复合改性,以及对其结构形貌的可控构筑展开研究,探究二氧化锡基纳米复合材料电化学脱嵌锂性能及其储能应用。主要研究工作包括:1、运用高压静电纺丝技术通过控制前驱体浓度、煅烧条件等制备了具有网格结构的SnO₂纤维及SnO

【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

锂离子电池充放电原理图

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SiO2的循环性能还需要进一步显著提高，以满足商业应用的需求。SiO2除了具有低循环寿命外，其固有的导电率低的缺点也限制了其储锂性能。因而，硅基负极材料的研究方向主要集中于解决导电性差和体积膨胀引发的各类问题。近年来，人们的兴趣主要集中在从低成本硅材料中方便、环保和大规模地合成二氧化硅负极材料。SiO2是富砂的主要成分，是一种低成本、环境友好的 SiO2负极材料硅源。Liang Chu[34]等采用一系列的混合物的亚微米二氧化硅和一水柠檬酸的重量比 1:x(x = 0，0.5，1.25，2.5，3.75 和 5.0)的设计和准备工作。在一个典型的混合过程，约 0.5 g 亚微米二氧化硅粉末分散到一个 60 ml 的一水柠檬酸水溶液超声搅拌 0.5 h。SiO2/C 复合材料是通过蒸发水产生的悬浮含有亚微米二氧化硅和一水柠檬酸在 150 ℃水热 2 h，其次是在 Ar 气气氛中 400 ℃煅烧 4 h，示意图如图1.3。其电化学性能表现出高可逆容量(在 0.1 A g-1电流密度下循环 150 次后容量为 620 mAh g-1)，超长的循环寿命和优越的嵌锂能力(在 1.0 A g-1电流密度下，1000 次循环后容为 534 mAh g-1)。

【参考文献】：
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本文编号：3065828