鋰離子電池用錫鈦基納米氧化物負(fù)極材料的制備與表征.pdf

1、負(fù)極材料是影響鋰離子電池性能的重要因素。本論文選取二氧化鈦（TiO2）和錫基材料作為研究對象，通過對材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計和優(yōu)化，制備出新型結(jié)構(gòu)的二氧化鈦材料和兩類錫鈦基納米氧化物復(fù)合物材料，并對材料的微觀結(jié)構(gòu)、形貌以及電化學(xué)性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　通過以碳納米管作為模板，制備出具有介孔結(jié)構(gòu)的二氧化鈦納米線材料。材料兼具納米材料和亞微米材料的優(yōu)點(diǎn)，可以防止材料在循環(huán)過程中發(fā)生聚集。充放電測試表明，材料具有良好的電化學(xué)性能，當(dāng)電流密度為

2、200 mA g-1時，循環(huán)500次后，材料比容量仍然能夠達(dá)到151.0 mAh g-1，體現(xiàn)了良好的循環(huán)性能。
　　通過兩步沉積以及碳化，制備出了介孔結(jié)構(gòu)的C-SnOx@TiO2納米微球。材料中的碳材料不僅提高了材料整體的導(dǎo)電性能，而且對材料中SnOx的體積變化起到了緩沖作用；材料中的TiO2外殼起到了很好的包覆作用，同時有效地避免了 SnOx材料的團(tuán)聚。充放電測試表明，在800 mA g-1的電流密度下，循環(huán)500次之后比容量

3、為466.4 mAh g-1；在更高的電流密度（2000 mA g-1）下進(jìn)行測試的時候，循環(huán)1000次之后，比容量仍然可達(dá)到377.0 mAh g-1。
　　通過較為簡便的方法，成功制備出了“蛋黃”中空結(jié)構(gòu)的SnO2@TiO2負(fù)極材料。材料表面較為粗糙，具有較大的比表面積。同時，材料中空結(jié)構(gòu)為 SnO2龐大的體積變化提供了緩沖場所，緩解了應(yīng)力對材料整體結(jié)構(gòu)的影響，保持了結(jié)構(gòu)的完整性。此外，材料的TiO2外殼可以抑制SnO2材料的

4、團(tuán)聚。在充放電循環(huán)測試中，當(dāng)電流密度分別為200、800、1000、2000和5000 mA g-1時，材料的比容量分別為693.1、588.6、536、480.1和388.9 mAh g-1，顯示了良好的倍率性能；同時，當(dāng)電流密度為800 mA g-1、循環(huán)500次以后比容量為518.2 mAh g-1；并且當(dāng)電流密度提升至2 A g-1時，經(jīng)過800次循環(huán)比容量仍然能夠達(dá)到472.7 mAh g-1。材料優(yōu)異的電化學(xué)性能得益于其獨(dú)特