納米SnO2表面改性及Sn-C復(fù)合微球的制備研究.pdf

1、作為鋰離子電池的負(fù)極材料，炭材料具有可逆性好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、導(dǎo)電率高和放電平臺(tái)低等特征，但目前商業(yè)化廣泛使用的石墨電極材料的理論容量僅為372mAhg-1，限制了其在高性能鋰離子電池方面的應(yīng)用。為了提高鋰離子電池材料的性能，研究者將更多的注意力轉(zhuǎn)向錫、硅等材料，因?yàn)樗鼈兊睦碚搩?chǔ)鋰容量分別達(dá)到994mAh g-1和4200mAh g-1，遠(yuǎn)高于已經(jīng)商業(yè)化的炭材料。然而由于金屬錫在鋰離子的嵌/脫循環(huán)過程中要經(jīng)歷較大的體積的膨脹，容易粉化并失去儲(chǔ)

2、鋰性能，導(dǎo)致循環(huán)穩(wěn)定性惡化。為此，制備Sn/C納米復(fù)合材料，在納米錫顆粒外面包覆一層炭材料或?qū)㈠a顆粒均勻分散在炭基體中可有效解決上述循環(huán)穩(wěn)定性問題。
　　 本課題以炭氣凝膠作為納米錫顆粒外面的炭層，首先采用均相沉淀法制備了平均粒徑為20nm的氧化錫顆粒，繼而將該氧化錫顆粒進(jìn)行表面接枝處理，然后使之與RF溶膠原位復(fù)合，用乳液法制備得到RF與納米氧化錫均勻混雜的平均粒徑為2μm的球形濕凝膠，經(jīng)溶劑置換，超臨界干燥及惰性氣氛下熱處理，

3、最終制得納米氧化錫與炭氣凝膠均勻復(fù)合的二元復(fù)合微球。復(fù)合微球的平均粒徑2μm，平均粒徑為40nm的金屬錫顆粒均勻混雜其中。考察了不同的氧化錫攙雜量對(duì)復(fù)合微球成球及結(jié)構(gòu)的影響。通過電化學(xué)測(cè)試得出不同錫攙雜量的復(fù)合微球的充放電容量和循環(huán)性能。結(jié)果表明，攙雜10％納米氧化錫的Sn/C復(fù)合電極首次充電容量達(dá)到1700mAh g-1，30次循環(huán)后可逆容量為400mAh g-1，達(dá)到了提高炭負(fù)極材料儲(chǔ)鋰容量的目的。同時(shí)，以類似工藝制備了攙雜納米氧化