高性能SNO2基鋰離子電池負(fù)極材料的制備與電化學(xué)性能研究.pdf

1、近年來(lái)，二氧化錫被視為最具有發(fā)展?jié)摿Φ男滦弯囯x子電池負(fù)極材料之一，但由于二氧化錫在首次充放電過(guò)程中體積膨脹高達(dá)50％以上，循環(huán)期間鋰離子的反復(fù)嵌入與脫嵌易出現(xiàn)粉化和團(tuán)聚現(xiàn)象，以至于二氧化錫電化學(xué)性能迅速下降，從而限制了它在鋰離子電池中的廣泛應(yīng)用，成為其應(yīng)用推廣的瓶頸。如何有效緩解二氧化錫在充放電過(guò)程中的體積效應(yīng)和粉化現(xiàn)象，提高電極的循環(huán)穩(wěn)定性已成為當(dāng)前研究二氧化錫負(fù)極材料的關(guān)鍵。目前，研究者們主要通過(guò)以下方式克服二氧化錫負(fù)極材料的局限性

2、，并取得了很大的進(jìn)步。一是制備納米結(jié)構(gòu)的二氧化錫，如SnO2納米薄片、SnO2納米線、SnO2納米陣列等，通過(guò)改變材料的形貌和減小材料顆粒尺寸來(lái)增加材料中的空隙率，從而在一定程度上能舒緩材料在充放電過(guò)程中帶來(lái)的體積效應(yīng)。二是構(gòu)建二氧化錫復(fù)合材料，如碳包覆、SnO2-碳納米管復(fù)合、SnO2-石墨烯復(fù)合等，通過(guò)在材料表面包覆無(wú)機(jī)或有機(jī)物質(zhì)來(lái)限制充放電過(guò)程中體積效應(yīng)對(duì)材料結(jié)構(gòu)和性能的破壞。
　　本文采用水熱法合成SnO2材料，通過(guò)研究表

3、明，SnO2納米片的電化學(xué)性能最佳。
　　在此基礎(chǔ)上，本文從以下三個(gè)方面對(duì)SnO2納米片進(jìn)行了改性研究。
　　1.對(duì)SnO2納米片與氧化石墨烯進(jìn)行了復(fù)合，制備了不同氧化石墨烯含量的SnO2/石墨烯納米復(fù)合材料。研究結(jié)果表明:氧化石墨烯含量為50％的SnO2/石墨烯納米復(fù)合材料的循環(huán)性能最佳，在160mA/g的電流密度下，經(jīng)過(guò)100次循環(huán)后，放電比容量維持在636.2mAh/g。
　　2.對(duì)SnO2納米片與多壁碳納米管進(jìn)

4、行了復(fù)合，制備了不同碳納米管含量的SnO2/MCNTs復(fù)合材料。研究結(jié)果表明:多壁碳納米管含量為50％的SnO2/MCNTs復(fù)合材料的循環(huán)性能最佳，在160mA/g的電流密度下，經(jīng)過(guò)50次循環(huán)后，放電比容量維持在480.6mAh/g。
　　3.在MCNTs50-SnO2復(fù)合材料表面包覆PPy，制得了不同PPy含量的PPy-MCNTs/SnO2復(fù)合材料。研究結(jié)果表明:聚吡咯含量為11％時(shí)，PPy-MCNTs/SnO2復(fù)合材料的循環(huán)性