鋰-鈉離子電池負極材料和鋰硫電池正極材料的制備及其性能研究.pdf

1、面對化石燃料引發(fā)的各種問題，人們開始尋找符合可持續(xù)發(fā)展理念的新能源替代品。電化學儲能作為一種有效的能量儲存與轉換形式，因為具有可持續(xù)性和環(huán)境友好性而備受研究者們的關注。本文對三種電化學儲能體系的電極材料進行研究，探討材料的結構、形貌等對電化學性能的影響。主要內容如下:
　　(1)采用一步水熱法，以檸檬酸鈉作為螯合劑，葡萄糖作為軟模板，成功得制備了不同鎳摻雜量的氧化錫納米球。XRD和Raman譜圖證明鎳的摻雜并未引起氧化錫物相的改變

2、。TEM與SEM表征揭示了所合成的納米球尺寸在100 nm左右，大小均勻，分散性良好。當鎳的摻雜量為5 mol％時，氧化錫的電化學性能改善是最明顯的。我們在電壓范圍為0.005-2.0 V下對所制備的材料進行充放電測試，并將倍率大小設為0.2 C，可以看到，鎳摻雜氧化錫經過第一周的不可逆容量損失后，第二周的可逆放電比容量穩(wěn)定在1267 mAh/g，那么相對于第二周，材料在35周后的容量保持率為53.2％。這一結果證明合適量的鎳摻雜有效地

3、緩解了材料在脫嵌鋰過程中的晶格體積膨脹，從而明顯優(yōu)化了氧化錫的電化學性能。
　　(2)我們成功地合成了一種新型的多壁碳納米管微球，并將其作為碳載體應用到鈉離子電池負極材料錫銻合金。碳微球是以價格低廉的水系分散的碳納米管為原料，通過簡單的噴霧干燥的方法制得的。以鋅粉作為還原劑，采用共沉淀的方法，將SnSb合金釘扎在碳納米管微球表面，合金顆粒約為100納米左右，所占比例為61.7 wt％。電化學性能測試表明，相比較于無碳載體的SnSb

4、合金，有碳載體的合金材料顯示出更優(yōu)的性能。當對材料進行30周的充放電測試并且固定倍率大小為0.1 C，其放電比容量從761 mAh/g降為400 mAh/g;此外，我們在不同倍率下對材料進行連續(xù)測試，其中當倍率為0.5 C的時候，依舊可以看到高達362 mAh/g的數值。
　　(3)以以上制備的碳納米管微球為基礎，進一步將其作為鋰硫電池硫正極的碳載體。這種碳骨架擁有多孔的微球結構，尺寸在幾個微米左右。微球中的碳納米管相互交聯(lián)構建了