靜電紡絲制備鋰離子電池負(fù)極用Sn-C納米復(fù)合材料.pdf

1、鋰離子電池作為一種高效潔凈的新能源,近來受到世界各國的廣泛關(guān)注。提高鋰離子電池性能是新能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),而負(fù)極材料是影響其性能的關(guān)鍵因素之一,研制新型高性能負(fù)極材料已成為新材料領(lǐng)域面臨的迫切問題,也是實(shí)現(xiàn)鋰離子電池性能飛躍的前提。錫基材料由于其較高的理論容量(994mAhg-1),而成為近年來的研究熱點(diǎn)之一。但是,錫基材料在充放電過程中存在著較大的體積變化和粉化等問題而成為制約了其廣泛應(yīng)用。因此,制備性能優(yōu)異的錫基納米復(fù)合材料是本文的

2、主要工作。
　　 本論文以四氯化錫作為錫的前驅(qū)體,聚丙烯腈作為碳的前驅(qū)體,應(yīng)用靜電紡絲工藝經(jīng)過預(yù)氧化、碳化處理,制備出含錫的碳納米纖維薄膜材料,并研究了碳化時間和碳化溫度對材料結(jié)構(gòu)、性能的影響。
　　 掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、X-射線衍射(XRD)和示差掃描量熱法(DSC)等研究結(jié)果表明,隨著碳化時間的延長和碳化溫度的升高,金屬錫由無定形態(tài)向結(jié)晶態(tài)轉(zhuǎn)化,同時向纖維表面遷移。X-射線能量分散分析

3、(EDX)和熱失重(TG)表征結(jié)果顯示所制得的復(fù)合材料中錫的含量為23.7％。電化學(xué)性能測試結(jié)果表明,非晶態(tài)Sn/C納米復(fù)合材料的儲鋰性能優(yōu)于結(jié)晶態(tài)Sn/C納米復(fù)合材料。無定形Sn/C納米復(fù)合材料的首次庫倫效率為73.7％,60次循環(huán)后的放電容量為636.4 mAh·g-1。將其進(jìn)行不同倍率的充放電也能得到很好的電性能,充放電后的材料形貌表征結(jié)果顯示材料仍然保持完整的纖維結(jié)構(gòu),XRD結(jié)果顯示,30次充放電后的材料結(jié)晶結(jié)構(gòu)沒有受到很大的影