鋰離子電池錫基負(fù)極材料的制備及性能改善.pdf

1、國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TM912.9國(guó)際圖書分類號(hào)：621.355工學(xué)碩士學(xué)位論文鋰離子電池錫基負(fù)極材料的制備及性能改善碩士研究生：孫慶導(dǎo)師：史鵬飛教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：化學(xué)工程與技術(shù)所在單位：應(yīng)用化學(xué)系答辯日期：2007年7月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要摘要錫基材料以它的高比容量(990mAhg1)有望取代碳材料作為新型鋰離子電池負(fù)極材料。本文綜述了鋰離子電池發(fā)展情況，重點(diǎn)介紹了負(fù)極材料的研究概

2、況，考察了熱處理對(duì)SnCo材料性能的影響，并分別用球磨法和化學(xué)還原法制備了SnCo材料，并對(duì)其電化學(xué)性能進(jìn)行了研究。分別對(duì)負(fù)極材料中活性物質(zhì)，活性物質(zhì)與乙炔黑，活性物質(zhì)、乙炔黑及PVDF，和整個(gè)電極片進(jìn)行了熱處理。通過(guò)與未進(jìn)行過(guò)任何熱處理的極片性能比較發(fā)現(xiàn)不同形式熱處理，對(duì)極片的性能均有所改善，其中尤以對(duì)整個(gè)極片進(jìn)行熱處理的方式最佳，極片初始容量有600mAhg1，在經(jīng)過(guò)80次循環(huán)后容量仍能保持在300mAhg1以上。對(duì)于錫基材料，對(duì)其

3、進(jìn)行極片熱處理不失為一種改善極片電化學(xué)性能的有效措施。采用球磨法對(duì)Sn:Co原子比分別為1:1、2:1和4:1三種比例進(jìn)行了摻碳研究。在Sn:Co＝1:1(原子比)下?lián)诫s5mass%石墨的樣品和在Sn:Co＝4:1(原子比)下?lián)诫s20mass%、30mass%乙炔黑兩個(gè)樣品性能均不好容量不高，且衰減很快。在Sn:Co＝2:1(原子比)下?lián)诫s5mass%乙炔黑的樣品與摻雜了5mass%石墨的樣品，從SEM圖中觀察到摻雜乙炔黑的樣品顆粒比較

4、細(xì)小、均勻，而摻雜石墨的樣品顆粒較大且石墨呈片狀嵌入其中。XRD分析表明，摻雜石墨的樣品中有晶體Sn的存在，而摻雜乙炔黑的樣品則沒有。在電化學(xué)性能上，摻雜乙炔黑的樣品也明顯要優(yōu)于摻雜石墨的樣品。摻雜乙炔黑在60次循環(huán)后容量仍能維持在400mAhg1以上，相比石墨，乙炔黑作為摻雜碳源更好。在摻雜5mass%乙炔黑的基礎(chǔ)上將和膏工序中的乙炔黑也以球磨的形式加入到SnCo中去，這樣制得乙炔黑摻雜量為15.5mass%的樣品。其性能又大大改善，

5、首次脫鋰容量達(dá)到680mAhg1，循環(huán)60次后容量仍有530mAhg1。按此方式制備了乙炔黑摻雜比例為20mass%和25mass%的樣，但是其性能均不好，將三種比例的性能比較呈現(xiàn)出乙炔黑摻雜比例越高，則容量越低，衰減越快的規(guī)律。在球磨法所考察的一系列材料中，向Sn:Co=2:1(原子比)中摻雜15.5mass%乙炔黑的樣品性能最好。使用化學(xué)還原法制得性能較好的材料，首次不可逆容量損失為28%，首次脫鋰容量達(dá)到822mAhg1，經(jīng)過(guò)80