SnO2/C复合材料的制备及作为锂离子电池负极材料的研究

论文摘要

石墨类炭材料已广泛应用于锂离子电池负极材料中,但372mAh/g的理论储锂容量限制其在高性能锂离子电池负极材料方面的应用。现在研究者将更多的注意力转向锡、硅等材料。锡基材料作为锂离子电池负极材料具有994mAh/g的高理论容量,约为石墨理论容量的三倍,且具有较低的嵌入电位以及低密度,成为近年来锂离子电池负极材料研究的热点之一。但制约锡基材料作为锂离子电池活性材料的最大的障碍是在嵌锂合金化和脱合金化过程中存在着巨大的体积膨胀和收缩(约为259%)。这种体积变化造成严重的机械应变,导致锂合金品格畸变,最后导致循环过程中电极的退化,极大地限制了电极的循环寿命。为了改善循环性能,本文主要分两个步骤加以改进：一是通过利用滤纸中碳纤维的结构提供骨架抑制其体积变化；二是在碳纤维表面包覆纳米氧化锡颗粒,提供高容量。本文研究采用煅烧滤纸的办法制备二氧化锡纳米材料。试验方法简单且具有良好重复性。其作为锂离子电池电极材料时初始容量高,循环效率高,但循环稳定性不够理想,循环容量衰减很快,还需要进一步的改善。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 锂离子电池的发展历史
• 1.2.1 锂原电池
• 1.2.2 液体锂离子电池
• 1.2.3 聚合物锂离子电池
• 1.2.4 我国电池的发展史
• 1.3 锂离子电池的工作原理
• 1.4 锂离子电池的结构组成
• 1.4.1 正极材料
• 1.4.2 负极材料
• 1.4.3 其他部分
• 1.5 锂离子电池的性能特点
• 1.6 锂离子电池的应用
• 1.7 本论文的选题依据和研究内容
• 第二章 样品制备及分析测试方法
• 2.1 实验原料和仪器
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 SnO2/C复合材料的制备方法及过程
• 2.3 分析测试方法
• 2.3.1 扫描电子显微镜
• 2.3.2 透射电子显微镜
• 2.3.3 X射线衍射分析
• 2.3.4 热重分析仪
• 第三章 样品形貌结构分析
• 3.1 扫描电镜分析
• 3.2 透射电镜分析
• 3.3 X射线衍射分析
• 3.4 热重分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 锂电池负极材料制作及电化学性能测试
• 4.1 测试准备工作
• 4.1.1 集流极的准备
• 4.1.2 负极材料的制备
• 4.1.3 组装前的准备工作
• 4.1.4 电池的组装
• 4.2 材料的电化学性能测试
• 4.3 测试结果
• 4.3.1 放电比容量VS循环次数
• 4.3.2 循环效率VS循环次数
• 4.3.3 电压VS比容量
• 4.4 小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献