SnO2納米管和Sn-C復(fù)合納米纖維的制備及其應(yīng)用.pdf

1、在各種移動(dòng)設(shè)備和新能源技術(shù)不斷發(fā)展的今天，可充電式高容量鋰離子電池成為了社會(huì)發(fā)展的迫切需要，也一直是各國(guó)研究人員探索的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。錫基材料具有很高的充放電容量，但是由于鋰離子的嵌入和脫出過(guò)程會(huì)引起錫基材料的體積變化，限制了其在鋰離子電池中的應(yīng)用。將錫基材料制成納米材料可能會(huì)改善它的體積效應(yīng)，并有望代替碳作為鋰離子負(fù)極材料來(lái)提高電池性能。
　　本文首先系統(tǒng)介紹了納米材料的基本內(nèi)涵、性質(zhì)和制備手段等相關(guān)內(nèi)容，以及鋰離子電池的基本原理

2、；然后詳細(xì)的闡述了SnO2納米管和Sn/C復(fù)合納米纖維這兩種一維納米材料的制備；最后采用了SEM、XRD、EDX、TEM和恒電流充放電等測(cè)試技術(shù)對(duì)材料的形貌、結(jié)構(gòu)及其電化學(xué)性能進(jìn)行了分析和探討。
　　具體研究工作如下：
　　（l）以PVP和錫鹽（SnCl2?2H2O和 C16H30O4Sn）為主要原料，采用高壓靜電紡絲方法為主要技術(shù)手段并結(jié)合煅燒技術(shù)，成功制備了SnO2納米管。結(jié)果表明，以PVP和SnCl2?2H2O作為主要

3、原料所得產(chǎn)物為SnO2納米管結(jié)構(gòu)，隨著SnCl2含量的增加，SnO2納米管管壁厚度逐漸增加。采用在空氣中不能水解的C16H30O4Sn替代SnCl2作為前軀體，煅燒后所得的產(chǎn)物為SnO2納米纖維。由此推測(cè)SnO2納米管的成管原因可能是由于由于煅燒前纖維表面的 SnCl2在空氣中緩慢水解，形成Sn(OH)Cl納米粒子，這些表面的納米粒子在隨后的煅燒過(guò)程中起到了模板作用，最終SnO2納米粒子聚集在纖維表面形成了管狀結(jié)構(gòu)。
　?。?）以

4、PAN和C16H30O4Sn為主要原料，高壓靜電紡絲方法并使用H2高溫還原，成功制備了Sn/C復(fù)合納米纖維。隨著錫鹽比例增大，纖維中的Sn粒子數(shù)量逐漸增多，并且粒子直徑也不斷增大。若錫鹽比例過(guò)大，則會(huì)在纖維表面發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，出現(xiàn)凸出的納米粒子。
　　（3）將所制備完成的SnO2納米管和Sn/C復(fù)合納米纖維作為鋰離子電池的負(fù)極材料組裝成為標(biāo)準(zhǔn)的CR2032型鈕扣式電池并進(jìn)行恒電流充放電測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明SnO2納米管材料有非常大的首