鋰離子電池錫基合金負(fù)極材料的制備及改性研究.pdf

1、A D i s s e r t a t i o nS u b m i t t e d t oZ h e j i a n g U n i v e r s i t yo f T e c h n o l o g yF o r D e g r e e o f M a s t e rP r e p a r a t i o n a n d M o d i f i c a t i o n o f T i n —b a s e d A l l o y

2、A n o d eM a t e r i a l sf o rL i t h i u m I o n B a t t e r i e sS u b m i t t e d b yX i a o h u i W a n gS u p e r v i s e d ’b yP r o f e s s o rL i a n b a n g W a n gC o l l e g e o f C h e m i c a l E n g i n e

3、e r i n g ，Z h , ! j i a n g U n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y 乙h e ll a n KU n l v e r s l t yO I1 e c l m o l oA p r i l 2 0 1 4浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文鋰離子電池錫基合金負(fù)極材料的制備及改性研究摘要鋰離子電池具有比能量高、工作電壓高、自放電率低、無記憶效應(yīng)和安全環(huán)保等眾多優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于便

4、攜式電子產(chǎn)品和動力運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域，越來越受到科學(xué)研究和市場消費的青睞。但是，傳統(tǒng)石墨材料理論比容量低( 3 7 2 m 刖g ) 且高倍率性能不夠理想，大量的研究用于尋找容量更高、倍率性能更好且成本更低的鋰離子電池負(fù)極材料。錫的理論容量( 9 9 0 m A h ／g ) 約2 ．7 倍于石墨材料，同時擁有良好的電子傳輸性能和更高的振實密度因而引起了廣泛關(guān)注。本文以鋰離子電池錫基合金負(fù)極材料為研究對象，采用球磨法和化學(xué)還原法制備錫基合金材料

5、，并對其進(jìn)行改性。運(yùn)用X R D 、S E M 、E D S 和F T I R 等手段對材料的組分、結(jié)構(gòu)及形貌進(jìn)行表征，并使用恒流充放電、循環(huán)伏安以及交流阻抗等方法對材料的電化學(xué)性能進(jìn)行系統(tǒng)分析。( 1 ) 通過球磨法合成F e x C u 6 ．x S n 5 ( x = O ，O ．5 ，1 ，2 ) 合金。研究表明，在不改變C u 6 S n 5 六方晶系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，其循環(huán)性能隨著鐵含量的增多得到一定的改善；然而當(dāng)鐵含量繼續(xù)增加

6、時，其循環(huán)性能反而下降，因此適量的鐵摻雜有利于提高C u 6 S n ，合金材料的循環(huán)穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)上，對F e C u 5 S n 5 合金材料進(jìn)行碳包覆處理。研究發(fā)現(xiàn)，隨著碳量的增多，F(xiàn) e C u 5 S n 5 ／C 循環(huán)性能得到很大改善。當(dāng)碳含量為2 0 ％時，其首次放電容量為6 8 2 m A h ／g ，在循環(huán)5 0 周后容量保持在3 7 6 m A h ／g 。( 2 ) 使用A g N 0 3 溶液對C u 6 S