鋰離子電池納米復合碳負極材料的研究.pdf

1、石墨作為鋰離子電池的負極材料具有良好的循環(huán)性能。但石墨材料的最大比容量為理論容量(372 mAh/g)。相比較而言錫氧化物具有很高比容量,但是第一周期不可逆容量高、循環(huán)過程中容量衰減快。硅是所有已知材料中嵌鋰量最大的,可達4200 mAh/g,但硅未能應用于生產(chǎn)的主要原因是首次不可逆容量過大,及較差的循環(huán)性能。本文通過對石墨材料復合SnO2以及納米硅粉進行改性以得到高性能的納米復合碳負極材料,并利用XRD、SEM以及電化學測試等手段對材

2、料進行結(jié)構(gòu)表征和性能測試。
　　 首先,用微乳液法制備了納米SnO2與石墨復合材料作為鋰離子電池負極材料,并對其用不同溫度進行了熱處理。用XRD和TEM對復合材料進行了表征,并用恒流充放電法考察了試樣的電化學性能。對比結(jié)果表明,不同熱處理溫度對復合物的電化學性能有著明顯的影響,其中,700℃處理溫度下鋰離子二次電池的半電池的綜合性能最好。
　　 另一方面,以石墨和納米硅粉為原料,利用機械球磨的方法制備了硅/石墨復合物以用

3、作鋰離子電池的負極材料。采用XRD、SEM以及電化學測試等手段對材料進行的結(jié)構(gòu)表征和性能測試表明,當硅和石墨復合的比值為1:9時,所得材料性能最優(yōu):既具備高于純納米硅的循環(huán)性能,又具備比石墨高的可逆容量。
　　 其次,在已得到的硅/石墨樣品基礎上,利用聚乙烯醇(PVA)通過表面修飾技術制得核/殼結(jié)構(gòu)的復合材料,用作鋰離子電池負極。采用XRD、SEM以及電化學測試等手段對材料進行的結(jié)構(gòu)表征和性能測試表明,其無序結(jié)構(gòu)的焦炭殼層防止了