碳復合銻基、硫基電極材料的合成及其電化學性能的研究.pdf

1、碳材料與納米材料的復合是提高鋰離子和鈉離子電池電極材料電化學性能的主要方法。在本論文中，分別合成了碳復合銻(Sb)負極材料和碳復合硫(S)正極材料，并并研究了其中碳的引入對電池電化學性能的影響，本論文的主要主要創(chuàng)新點如下:
　　1.發(fā)展了銻/碳(Sb/NPC)復合電極材料的制備方法。首先采用水熱法制備了一維的氨三乙酸鎳(Ni-NTA)配合物前體，再將其在Ar氣保護下，熱分解得到嵌有鎳(Ni)金屬顆粒的氮摻雜的一維碳復合材料，隨后通

2、過納米限域的置換法，與SbCl3反應(yīng)生成負載Sb納米顆粒的一維N摻雜多孔結(jié)構(gòu)的銻碳復合物（記為Sb/NPC），其中金屬顆粒的尺寸約為10-20 nm。將此Sb/NPC復合材料作為負極材料時，在鋰離子電池中，在200 mA/g電流下，循環(huán)100圈后，可逆容量為556 mAh/g。在鈉離子電池中，100 mA/g電流下，循環(huán)100圈，容量為400.9 mAh/g。與之前文獻報導的類似材料相比，該復合材料的電化學性能得到提升。該材料性能的提升

3、，主要是由于這種獨特的納米構(gòu)筑:氮摻雜，一維，多孔，納米化的銻顆粒，該材料具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，可以有效的緩解Sb電極材料在鋰離子嵌入脫出的過程中的體積膨脹問題。
　　2.發(fā)展了硫/碳(S/NPC-Cu)復合電極材料的制備方法。首先采用乙二胺四乙酸(EDTA)，三聚氰胺為碳源和氮源，硝酸銅為金屬源，通過高溫熱解發(fā)制備了均勻負載金屬銅(Cu)的氮摻雜的多孔碳納米片，再將其與單質(zhì)硫粉通過真空加熱復合，制備了硫/硫化銅/碳（記為S/NP