結(jié)構(gòu)型二氧化錫基納米纖維的制備及其儲(chǔ)鋰性能研究.pdf

1、二氧化錫納米纖維材料是目前最具潛質(zhì)的鋰離子電池負(fù)極材料之一，其在擁有較大可逆容量的同時(shí)，還具備線狀的有序構(gòu)型及較大的比表面積，允許電子沿軸向傳輸并賦予鋰離子更多的傳輸路徑。雖然一維材料優(yōu)勢(shì)明顯，但二氧化錫在鋰電循環(huán)過程中產(chǎn)生的體積膨脹及粉化等問題依然不能有效解決。近年來，對(duì)二氧化錫納米纖維負(fù)極材料進(jìn)行摻雜改性并構(gòu)建特殊形貌結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是有效穩(wěn)定電極的方法。本論文以SnO2納米纖維為研究對(duì)象，借助水熱合成法、靜電紡絲和后續(xù)熱處理技術(shù)，制備碳

2、包覆SnO2納米纖維及TiO2摻雜SnO2納米纖維，并將其用作鋰離子電池負(fù)極材料。具體研究工作如下：
　?。?）采用水熱合成法為中空SnO2納米纖維進(jìn)行碳包覆,并控制水熱條件參數(shù)調(diào)控碳層分布及碳層厚度。結(jié)合包覆后形貌、晶型結(jié)構(gòu)和比表面積的表征，評(píng)價(jià)其作為鋰離子電池負(fù)極的鋰電表現(xiàn)。結(jié)果表明，碳層分布主要影響鋰電材料容量保持率，而碳層厚度主要影響鋰離子的脫嵌過程。對(duì)中空SnO2進(jìn)行雙面碳包覆的樣品具有最穩(wěn)定的電化學(xué)性能，在循環(huán)80圈后

3、容量保持在704.6 mAhg-1且容量保持率為68.2％。
　?。?）以結(jié)晶四氯化錫和醋酸錫分別為SnO2前驅(qū)體，PAN為碳前驅(qū)體，利用SnO2前驅(qū)體在DMF中的溶解度差異，并以PMMA為制孔劑和相分離誘導(dǎo)物，利用單針頭靜電紡絲裝置，制備了呈相分離并孔結(jié)構(gòu)不同的C/SnO2納米纖維。以此為據(jù)，利用同軸靜電紡，制備了分別以均勻型多孔和通道型多孔SnO2為殼層，碳和多孔碳為芯層的核殼結(jié)構(gòu)C/SnO2納米纖維。結(jié)果表明，以單針法制備中

4、，以醋酸錫為前驅(qū)體的樣品具有最大的比表面積及穩(wěn)定的容量保持率（89.9%），在同軸法制備中，芯層為多孔碳的樣品的容量保持率均高于以碳為芯層的樣品。
　?。?）以結(jié)晶四氯化錫和鈦酸正啶酯分別為SnO2前驅(qū)體和TiO2前驅(qū)體，制備具有不同前驅(qū)體比例的SnO2/TiO2納米纖維，并將其應(yīng)用到鋰離子電池負(fù)極和光催化降解染料中。結(jié)果表明，當(dāng)SnO2和TiO2前驅(qū)體比例為3:2時(shí)，納米纖維呈現(xiàn)出金紅石型TiO2和銳鈦礦型TiO2晶相并存的狀態(tài)