锂/钠离子电池负极材料锡基硫化物的制备与电化学性能研究

发布时间：2021-09-07 06:54

　　锂离子电池是目前使用最广泛的储能器件,也是储能领域最受关注的研究热点。负极作为电池的关键材料,对电池的电化学性能有着至关重要的影响。目前锂离子电池商用负极材料为石墨材料,但石墨材料理论比容量较低,且存在一定安全隐患。此外,传统石墨材料并不适用于钠离子电池,因此亟需寻找能与之匹配的高性能负极材料。基于此背景,研究人员将重点集中在转化-合金型负极材料上。由于具有高的理论比容量和独特的二维层状结构优势,锡基硫化物（SnS₂和SnS）得到了广泛的研究。但由于其在充放电过程中易发生巨大的体积膨胀效应,导致锡基硫化物循环性能极差。因此,本论文的研究工作将致力设计和开发可显著提高SnS₂和SnS在作为锂/钠离子电池负极材料时的循环寿命的有效策略,从而改善SnS₂和SnS的储锂/储钠性能。三部分研究工作摘要如下:1.提出了一步法烧结合成锂离子电池SnS基负极材料新策略,得到的自支撑式电极,可直接用作负极组装电池。采用低成本,高吸水性滤纸作为碳纸基底前驱体,滤纸经碳化后保留了三维碳纤维结构,可促进电荷及离子转移;葡萄糖经碳化后形成碳保护层... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

锂离子电池结构及充放电机理[16]

华南理工大学硕士学位论文离子电池的电池结构与工作机理和锂离子电池的基本相似。充放电过由电解液穿过隔膜在正负极材料之间来回移动完成。相比于锂离子电了具有巨大的成本优势，还拥有更高的半电池电势（较锂离子高 0.3使得钠离子电池电解质的选择范围更宽。因此钠离子电池在未来大规很大的竞争力[36]。

图 1-3 钠离子电池负极材料容量与电压关系图[35]-3 The relationship between capacity and voltage for anode materials in sbatteries[35]钠离子电池负极材料多锂离子电池负极材料中，石墨材料由于具有有利于锂离子脱嵌的层本低廉、环境友好等优点，已经得到大规模的商业化应用。然而其理 372 mAh g-1[42, 43]，同时，锂离子插入石墨层后会形成层间化合物 L的层间距比石墨层间距大，从而会引起石墨结构发生坍塌，导致石墨。此外，其嵌锂电位较低（低于 0.5 V），接近锂金属析出电位，易形被刺穿并引发电池短路，具有一定的安全隐患，因此石墨的低容量已一代高性能锂离子电池的需求。而对于钠离子电池来说，由于钠离子


本文编号：3389075