鐵和錫基氧化物及其碳復(fù)合材料作為鋰離子電池負(fù)極材料的研究與應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái)，鋰離子電池由于具有優(yōu)異的綜合性能而備受矚目。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，小型便攜式的電子設(shè)備（手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦等）在生活中的應(yīng)用越來(lái)越多，新一代電動(dòng)汽車的商業(yè)化等也對(duì)鋰離子電池的性能提出了更高的要求。目前商業(yè)化的鋰離子電池碳類負(fù)極材料，其最大的劣勢(shì)就是比能量密度不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的對(duì)于鋰離子電池性能的要求，因此，開發(fā)新型的具有更優(yōu)異綜合性能且價(jià)格廉價(jià)的鋰離子電池負(fù)極材料便顯得尤為迫切。鐵基氧化物與錫基氧化物都具有高比容量、低

2、價(jià)格以及環(huán)境友好等特點(diǎn)，因此在鋰離子電池負(fù)極材料的研究過(guò)程中備受關(guān)注。但是，這類氧化物單獨(dú)作為鋰離子電池負(fù)極材料都具有循環(huán)壽命短、倍率性能差等缺點(diǎn)。針對(duì)這些缺點(diǎn)，最有效的改性手段是將其納米化以及結(jié)構(gòu)功能化。
　　本文開展了鐵基氧化物、錫基氧化物的納米化研究并采用與碳類材料（石墨烯、無(wú)定形碳、導(dǎo)電高分子）進(jìn)行復(fù)合等手段對(duì)其改性，主要工作分為以下三個(gè)部分:
　　(1)通過(guò)鐵基干凝膠熱處理制備了Fe3O4與介孔碳的復(fù)合材料，研究了

3、不同加熱溫度、不同升溫速率以及不同保溫時(shí)間對(duì)復(fù)合材料微觀形貌以及電化學(xué)性能的影響，實(shí)驗(yàn)表明在600℃、5℃/min、6h的條件下制備的復(fù)合材料具有最佳的電化學(xué)性能。
　　(2)通過(guò)水熱方式制備Fe3O4/聚對(duì)苯(PPP)、Fe3O4/(PPP-700)(其中(PPP-700)是PPP在N2氣氛下700℃保溫1h所得產(chǎn)物）、SnO2/(PPP-700)二元復(fù)合材料以及SnO2/(PPP-700)/石墨烯(rGO)三元復(fù)合材料，實(shí)驗(yàn)表

4、明(PPP-700)比PPP改性氧化物的效果更好，SnO2/(PPP-700)/rGO三元復(fù)合材料比SnO2/(PPP-700)二元復(fù)合材料具有更優(yōu)異的電化學(xué)性能。
　　(3)制備了納米二氧化錫、石墨烯以及聚苯胺三元復(fù)合材料SnO2-rGO-PANI。實(shí)驗(yàn)表明，聚苯胺具有阻止SnO2/rGO二元復(fù)合材料團(tuán)聚的作用;制備三元復(fù)合材料的過(guò)程中，SnO2與氧化石墨烯(GO)存在的最佳質(zhì)量比例為2∶1;同時(shí)，SnO2的粒徑對(duì)于三元復(fù)合材料