花狀CaSnO-,3-的嵌鋰電化學性能及其碳摻雜改性研究.pdf

1、鋰離子電池是90年代后投放市場的新一代綠色環(huán)保電池，它因為工作電壓高、比能量大、循環(huán)壽命長、無記憶效應(yīng)、無污染等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于手機、筆記本電腦、數(shù)碼相機及便攜式小型電器和潛艇、航天、航空領(lǐng)域、電動汽車動力領(lǐng)域。
　　 從鋰離子電池的發(fā)展來看，負極材料的研究對鋰離子電池的出現(xiàn)起著決定性的作用，它是制約其整體性能的關(guān)鍵因素之一。由于碳材料好的循環(huán)性能和安全性能，因此最早商品化的鋰離子電池所采用的負極材料幾乎都是碳材料，但是碳材料

2、存在著比容量低(370 mAh·g-1)，首周充放電效率低，有機溶劑共嵌入等不足。另外，現(xiàn)有的商業(yè)負極材料已達到了性能的極限。因此尋找安全性能更好、比容量更高、循環(huán)壽命更長的新型負極材料，已成為鋰離子電池研究的焦點。新材料技術(shù)的突破成為新一代鋰離子電池研制的迫切任務(wù)。
　　 近幾年，錫基二元和三元氧化物由于具有較高的理論比容量、較低的電壓平臺和無污染等優(yōu)點而成為關(guān)注焦點之一。錫基二元氧化物有SnO2，SnO2/C，SnO2/Al

3、2O3等；錫基三元氧化物作為鋰離子電池負極材料得到廣泛的研究，如ASnO3(A=Ca，Sr，and Ba)and M2SnO4(M=Mg，Mn，Co，Zn)等。其中CaSnO3由于具有高的理論比容量(570 mAh·g-1)和優(yōu)越的循環(huán)性能等優(yōu)點而備受關(guān)注。
　　 我們知道材料的電化學性能與材料的微結(jié)構(gòu)和形貌有密切關(guān)系。一種提高鋰離子電池性能的有效方法是增大活性材料與電解液的接觸面積，使鋰離子更加有效的插入/脫出。為了達到這個目

4、的，將活性材料制備成孔洞結(jié)構(gòu)是一種行之有效的方法。
　　 本文我們通過水熱法成功制備出了花狀CaSnO3，并測試了其物理性能和電化學性能，并對其進行了碳摻雜改性研究，主要完成了以下幾個方面的工作：
　　 1、采用水熱法制備出花狀CaSn(OH)6，然后經(jīng)過后退火得到花狀CaSnO3?；頒aSn(OH)6在四個不同退火溫度下的產(chǎn)物都為花狀CaSnO3。用X射線衍射(XRD)、Raman散射、掃描電子顯微鏡(SEM)和比表

5、面測試儀對其產(chǎn)物花狀CaSnO3進行了物理性能表征。
　　 2、研究了花狀CaSnO3的電化學性能，實驗結(jié)果表明：與文獻報道的CaSnO3相比，花狀CaSnO3具有較大的比容量，較好的循環(huán)性能和較好的倍率性能。隨著退火溫度的增加，花狀CaSnO3比容量越來越大，倍率性能也越來越好。
　　 3、對1000℃退火得到的CaSnO3再進行水熱和退火處理，得到了立方中空狀碳摻雜的CaSnO3，并研究了其物理和電化學性能。電化學性