電鍍-陽極氧化法制備Sn-SnO負(fù)極材料及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、具有安全性能好、能量密度高、循環(huán)壽命長、功率密度高等優(yōu)點而且不含有Pb、Cd、Hg等污染物的鋰離子電池，是較為理想的儲能器件。工業(yè)化生產(chǎn)的鋰離子電池負(fù)極材料是碳類負(fù)極材料，其理論嵌鋰比容量為372 mAhg-1，而實際應(yīng)用的碳類負(fù)極材料的嵌鋰比容量已經(jīng)非常接近理論值，進一步提高碳類負(fù)極材料比容量的可行性不高。錫氧化物是一種非常有可能替代鋰離子電池 C負(fù)極材料的候選者，具備較高的理論比容量(990 mAhg-1)，越來越成為科研工作者們關(guān)

2、注的焦點。但是錫氧化物作為高比容量的負(fù)極材料，其在 Li+嵌入和脫出過程中體積變化率很大，很容易造成材料粉化破壞，導(dǎo)致電極充放電循環(huán)性能不佳。
　　針對以上問題，本論文選取鋰離子電池錫氧化物負(fù)極材料為研究對象，從控制材料形貌、結(jié)構(gòu)及成分等方面出發(fā)，采用促使材料介孔化以及與碳類材料進行復(fù)合等改進方法，選用電沉積、陽極氧化法制備出具有新穎結(jié)構(gòu)的負(fù)極材料。本論文采用透射電子顯微鏡(TEM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、BET、X-射線衍射

3、(XRD)等方法多方位測試并分析了材料的微觀結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分等。采用電化學(xué)阻抗測試、恒流充放電測試及循環(huán)伏安法(CV)等測試了其電化學(xué)性能，對其作為鋰離子電池負(fù)極材料的綜合性能進行了分析。本學(xué)位論文取得的創(chuàng)新性成果有：
　　(1)以銅箔為基底采用電沉積和陽極氧化的方法制備了錫氧化物薄膜負(fù)極材料。研究發(fā)現(xiàn)，在陽極氧化過程中采用不同的電解液，得到的氧化薄膜的形貌是不同的。較理想的是采用0.1M的草酸溶液在8V恒壓狀態(tài)下得到的多孔非晶態(tài)氧

4、化亞錫薄膜。該薄膜負(fù)極材料表現(xiàn)出了很高的初始比容量，達到905.4mAhg-1,在經(jīng)過50個充放電循環(huán)后其嵌鋰比容量大概保持在513 mAhg-1。
　　(2)采用與碳納米管(CNTs)復(fù)合的方法對(1)中的進行材料改性,得到更為理想的氧化錫薄膜負(fù)極材料。仍然以銅箔為基底，采用復(fù)合電沉積和陽極氧化法，制備出多孔非晶態(tài)氧化亞錫/CNTs(ANSO/CNTs)復(fù)合負(fù)極材料。CNTs的加入，使材料的性能得到較大改善，初始比容量達到189