高性能SNO2基鋰離子電池負極材料的制備與電化學性能研究.pdf

1、近年來，二氧化錫被視為最具有發(fā)展?jié)摿Φ男滦弯囯x子電池負極材料之一，但由于二氧化錫在首次充放電過程中體積膨脹高達50％以上，循環(huán)期間鋰離子的反復嵌入與脫嵌易出現粉化和團聚現象，以至于二氧化錫電化學性能迅速下降，從而限制了它在鋰離子電池中的廣泛應用，成為其應用推廣的瓶頸。如何有效緩解二氧化錫在充放電過程中的體積效應和粉化現象，提高電極的循環(huán)穩(wěn)定性已成為當前研究二氧化錫負極材料的關鍵。目前，研究者們主要通過以下方式克服二氧化錫負極材料的局限性

2、，并取得了很大的進步。一是制備納米結構的二氧化錫，如SnO2納米薄片、SnO2納米線、SnO2納米陣列等，通過改變材料的形貌和減小材料顆粒尺寸來增加材料中的空隙率，從而在一定程度上能舒緩材料在充放電過程中帶來的體積效應。二是構建二氧化錫復合材料，如碳包覆、SnO2-碳納米管復合、SnO2-石墨烯復合等，通過在材料表面包覆無機或有機物質來限制充放電過程中體積效應對材料結構和性能的破壞。
　　本文采用水熱法合成SnO2材料，通過研究表

3、明，SnO2納米片的電化學性能最佳。
　　在此基礎上，本文從以下三個方面對SnO2納米片進行了改性研究。
　　1.對SnO2納米片與氧化石墨烯進行了復合，制備了不同氧化石墨烯含量的SnO2/石墨烯納米復合材料。研究結果表明:氧化石墨烯含量為50％的SnO2/石墨烯納米復合材料的循環(huán)性能最佳，在160mA/g的電流密度下，經過100次循環(huán)后，放電比容量維持在636.2mAh/g。
　　2.對SnO2納米片與多壁碳納米管進

4、行了復合，制備了不同碳納米管含量的SnO2/MCNTs復合材料。研究結果表明:多壁碳納米管含量為50％的SnO2/MCNTs復合材料的循環(huán)性能最佳，在160mA/g的電流密度下，經過50次循環(huán)后，放電比容量維持在480.6mAh/g。
　　3.在MCNTs50-SnO2復合材料表面包覆PPy，制得了不同PPy含量的PPy-MCNTs/SnO2復合材料。研究結果表明:聚吡咯含量為11％時，PPy-MCNTs/SnO2復合材料的循環(huán)性