鋰離子電池錫基薄膜負極材料的制備及研究.pdf

1、本論文的研究工作主要是采用物理氣相沉積法制備錫基薄膜負極。與顆粒材料相比，充放電過程中錫納米薄膜的絕對體積膨脹得到了緩解；碳緩沖層在抑制錫的同素異構轉變的同時還提高了鋰離子的擴散能力，從而顯著改善了循環(huán)性能。
　　本文研究了純錫，錫碳（碳錫）兩層薄膜以及碳錫碳三層薄膜這三種結構對于電化學性能的影響。其中重點研究對比了純錫薄膜和錫碳兩層薄膜，當碳層作為緩沖層附著在錫層上時，循環(huán)性能穩(wěn)定，0.5C大倍率循環(huán)70次之后質量比容量達到59

2、7.8 mAhg-1,100次之后達到479.6 mAhg-1，大大地超過了石墨負極的理論質量比容量，庫倫效率在70周循環(huán)周期內一直穩(wěn)定保持在98％左右。與之相比，另外三個樣品的循環(huán)性能較差，本文對于錫碳樣品循環(huán)性能優(yōu)異的原因做出了一定解釋，通過非原位XRD測試和一系列電化學測試發(fā)現(xiàn)，與純錫樣品對比，碳緩沖層的引入抑制了錫的同素異構轉變和電解液的分解，同時大大提高了鋰離子的擴散系數(shù)和整體電極材料的導電性，從而提高了循環(huán)性能。