锡/聚吡咯三维纳米结构锂离子电池负极材料的制备及稳定性研究

发布时间：2021-10-12 19:24

　　由于锂离子电池具有高能量密度、高开路电压、以及长的使用寿命,一直被广泛应用于各种便携式电子设备以及混合动力汽车中。其中硅,锡,锗以及一些金属氧化物由于具有较高的嵌锂容量,有望成为新一代锂离子电池负极材料。然而,这些材料在充放电过程中产生的巨大体积变化会导致电化学性能的迅速恶化。为了能够满足新一代高性能锂离子电池的需求,对电极体系的优化十分重要。论文从构造三维导电网络支撑的锡基电极以及自支撑三维锡基阵列结构电极两个角度对锡基负极材料的结构稳定性进行改进,分别合成了三维锡纳米颗粒聚吡咯水凝胶网络（3D Sn/PPy）负极材料以及聚吡咯包覆锡铜合金纳米管阵列（Sn-Cu@PPy NT array）负极材料。论文探讨了该独特结构的形成机制,并通过场发射扫描电镜,透射电镜,电化学循环测试和电化学阻抗测试证实所制备的三维电极结构可以明显改善锡基电极材料循环过程中的体积膨胀,显著提升锡基材料的循环寿命及倍率性能。在电流密度为200 mA g^-1循环条件下,3D Sn/PPy在200次循环后容量仍保持在511 mAh g^-1,相当于85%的容量保留率,远高于... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

不同类型电池在体积比容量与质量比容量之间的比较

图 1-2 不同类型电池的结构与组成[8](a) 圆柱电池 (b) 扣式电池 (c) 棱柱电池 (d) 薄膜电池 Schematic drawing showing the shape and components of various Li-ioonfigurations[8](a) Cylindrical (b) coin (c) prismatic and (d) thin and fla

图 1-3 锂离子电池工作原理示意图[10] Schematic drawing of the working principles of Li-i指其中的锂离子（Li+）嵌入和脱出正负极锂离子电池工作原理如下图 1-3 所示，充电

【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池Sn基合金负极材料[J]. 褚道葆,李建,袁希梅,李自龙,魏旭,万勇.  化学进展. 2012(08)
[2]锂离子电池Sn-Ti合金负极材料的制备及性能研究[J]. 侯贤华,胡社军,石璐.  物理学报. 2010(03)
[3]氧化钛包覆对LiCo0.2Ni0.4Mn0.4O2结构和性能的影响[J]. 杨箫,黄友元,周恒辉,陈继涛,张新祥.  无机化学学报. 2007(05)
[4]碳包覆纳米金属颗粒的合成研究进展[J]. 霍俊平,宋怀河,陈晓红.  化学通报. 2005(01)
[5]锂离子电池的应用开发[J]. 赵健,杨维芝,赵佳明.  电池工业. 2000(01)



本文编号：3433162