碳負(fù)載金屬氧化物納米顆粒復(fù)合材料的可控合成及其儲(chǔ)鋰性能研究.pdf_第1頁(yè)
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1、鋰離子電池作為能源儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)化設(shè)備廣泛的應(yīng)用在移動(dòng)設(shè)備上。電極材料在調(diào)節(jié)鋰電池儲(chǔ)鋰性能中的起著重要作用,石墨作為傳統(tǒng)的鋰電池負(fù)極材料比容量較低(~372mAh g-1),不能滿(mǎn)足大容量電池的需要,因此需要開(kāi)發(fā)具有高比容量的負(fù)極材料。金屬氧化物作為鋰電池負(fù)極材料的一種比容量較高,而且其合成方法簡(jiǎn)單,自然資源豐富,廉價(jià)。但是依舊存在不少問(wèn)題,在充放電過(guò)程中不可逆容量較大,鋰離子的反復(fù)嵌入脫出易導(dǎo)致電極材料結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞以及粉化,使得電池的容量嚴(yán)

2、重衰減。為了解決上述出現(xiàn)的問(wèn)題,將金屬氧化物與導(dǎo)電性物質(zhì)相結(jié)合,同時(shí)調(diào)控電極材料的微結(jié)構(gòu)和多孔特性可在一定程度上改善電極材料的儲(chǔ)鋰性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在本論文中我們采用溫和的方法制備了金屬氧化物納米顆粒/碳復(fù)合材料,并對(duì)所合成材料的鋰電性能進(jìn)行了研究。本文中提出了一些新的合成思路,具體內(nèi)容如下:
  一、以二氧化硅凝膠為模板合成了SnO2/多孔碳復(fù)合材料(SnO2@PC)。二氧化硅凝膠將葡萄糖和SnO2納米顆粒固定起來(lái),在一定程度上

3、保證了SnO2納米顆粒的分散性,經(jīng)煅燒后轉(zhuǎn)化為SiO2可充當(dāng)SnO2@PC的模板。所合成的SnO2@PC復(fù)合材料為大塊的多孔結(jié)構(gòu),其比表面積和孔體積分別高達(dá)236.22m2g-1和0.505cm3g-1。SnO2@PC用作鋰電池負(fù)極材料其首次放電比容量高達(dá)1803mAh g-1,在0.5A g-1電流密度下,經(jīng)過(guò)300次充放電循環(huán)后其比容量高達(dá)770mAh g-1。
  二、以殼聚糖和四氯化錫為原料,通過(guò)殼聚糖的交聯(lián)和四氯化錫的水

4、解合成了Sn(OH)4@殼聚糖水凝膠,經(jīng)進(jìn)一步干燥,煅燒即可得到SnO2@C復(fù)合材料。對(duì)所合成材料的結(jié)構(gòu)和鋰電性能進(jìn)行了表征和分析,SnO2@C負(fù)極材料展示出極好的循環(huán)穩(wěn)定性。SnO2@C復(fù)合材料在0.1Ag-1電流密度下經(jīng)100次充放電循環(huán)后其容量可達(dá)到579.5mAh g-1,容量保持率大于90%。
  三、以二氧化硅凝膠為模板,采用SnO2@PC類(lèi)似的合成思路合成了TiO2/多孔碳復(fù)合材料(TiO2@PC),并對(duì)所合成材料進(jìn)

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