靜電紡復(fù)合納米纖維負(fù)極及電化學(xué)性能研究.pdf

1、鋰離子電池以能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本等小型便攜式電子設(shè)備上。隨著電動(dòng)汽車(chē)(EV)、混合動(dòng)力汽車(chē)(HEV)的不斷推廣，對(duì)動(dòng)力電池的需求日益增長(zhǎng)，因此開(kāi)發(fā)兼具高能量密度和高功率密度的負(fù)極材料成為研究熱點(diǎn)。同時(shí)，可穿戴設(shè)備逐漸走進(jìn)人們的生活，可彎折的電池是可穿戴設(shè)備理想的電源，開(kāi)發(fā)柔性的電極材料也得到人們的關(guān)注。
　　本論文采用簡(jiǎn)單的靜電紡絲的方法制備了硬炭與軟炭復(fù)合納米纖維，炭化后的復(fù)合納米纖維薄膜可以彎折

2、并具有一定的強(qiáng)度，作為自支撐電極研究了其電化學(xué)性能。這種復(fù)合炭納米纖維電極兼具了硬炭的高容量和軟炭的循環(huán)穩(wěn)定性。700℃炭化復(fù)合纖維薄膜首次可逆比容量達(dá)693.8 mAh g-1，遠(yuǎn)高于石墨的理論比容量。同時(shí)，該電極也表現(xiàn)出來(lái)優(yōu)異的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性，在2Ag-1的高倍率下測(cè)試容量保持為235 mAh g-1，在0.2 Ag-1的電流密度循環(huán)200次后容量保持為288 mAh g-1，為首次可逆比容量的85％。
　　錫基材料具有

3、高的比容量和較好的安全性能，是比較有應(yīng)用前景的負(fù)極材料之一。但是，金屬錫和鋰合金化過(guò)程中較大的體積變化，會(huì)導(dǎo)致材料的粉化、脫落，循環(huán)穩(wěn)定性較差。炭包覆法是一種簡(jiǎn)單有效的改善錫基材料循環(huán)性能的方法。本論文采用同軸靜電紡絲的方法制備了中空炭包覆錫納米纖維，纖維中的空隙可以?xún)?chǔ)存電解液，并進(jìn)一步減小鋰離子的擴(kuò)散路徑，成功解決了錫基材料容量衰減快和壽命短的問(wèn)題。中空Sn/C復(fù)合電極在200 mA g-1的電流密度下循環(huán)100次后容量達(dá)到443 m