不同Sn含量無定形Sn-C納米纖維負極材料的制備及其性能優(yōu)化.pdf

1、隨著社會的發(fā)展以及科技水平的進步，人們對能源的需求不斷提高，對石油資源的依賴性也不斷增加。但是由于石油資源是有限的，并且石油材料燃燒所造成的環(huán)境污染日益嚴(yán)重，使得如何解決能源問題成為現(xiàn)在社會的主要課題。在各種各樣的化學(xué)電源中，被稱為“綠色化學(xué)電源”的鋰離子電池由于其環(huán)保性、高比容量、高安全性、壽命長等方面的優(yōu)勢成為了現(xiàn)在以及將來化學(xué)電源的研究重點。為了滿足需求，各國學(xué)者都致力于研究具有較高的比容量（990mAh·g-1）的錫基材料，以代

2、替?zhèn)鹘y(tǒng)的碳基負極材料。但是單質(zhì)Sn的負極材料在充放電過程中容易發(fā)生較大的體積膨脹，導(dǎo)致材料發(fā)生粉化、失活等現(xiàn)象，這成為了阻礙其大范圍使用的最大障礙。
　　 本實驗利用靜電紡絲工藝制備納米纖維，再經(jīng)過熱處理工藝處理制成無定形Sn/C納米纖維復(fù)合材料。為了研究不同Sn含量以及不同碳化溫度對材料形態(tài)、晶體結(jié)構(gòu)以及電化學(xué)性能的影響，我們使用了場發(fā)射掃描電鏡(SEM)、X-射線衍射(XRD)、示差量熱掃描法(DSC)、高分辨透射電鏡(HR

3、-TEM)、X-射線能量分散分析(EDX)和熱失重(TG)等手段，并對其應(yīng)用于鋰電池的電化學(xué)性能進行測試。研究表明隨著Sn含量的增高，纖維直徑變粗、纖維石墨化程度變高，單質(zhì)Sn由無定形態(tài)逐漸轉(zhuǎn)化為纖維表面較大球形顆粒的結(jié)晶態(tài)，纖維的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性逐漸降低。在850℃碳化時，當(dāng)Sn含量為21％-23.7％時，無定形態(tài)的Sn/C納米纖維負極材料擁有較好的比容量(555.1mAh·g-1)以及良好的倍率性能，充放電結(jié)束后纖維狀結(jié)構(gòu)保持較為完整。因