【摘 要】
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锡基材料具有安全性好、比容量高的优点,是下一代锂离子电池理想的负极材料之一。但锡基材料在充放电过程中的剧烈体积变化导致的循环寿命问题制约了其商品化进程。本课题从
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锡基材料具有安全性好、比容量高的优点,是下一代锂离子电池理想的负极材料之一。但锡基材料在充放电过程中的剧烈体积变化导致的循环寿命问题制约了其商品化进程。本课题从锡基材料的纳米化以及与石墨烯材料复合两方面入手,通过化学还原法和回流法分别制备了Sn/石墨烯和SnO2/石墨烯复合材料,以改善锡基材料的循环稳定性。主要内容如下:
1.采用化学还原法制备了Sn/石墨烯复合材料,通过XRD、SEM进行材料结构形貌表征和恒流充放电测试进行电化学性能测试,重点考察了表面活性剂、锡负载量对Sn与石墨烯复合状态以及复合材料的电化学性能的影响。结果表明通过化学还原法制备的Sn/GNS复合材料为纳米Sn颗粒均匀分散在石墨烯表面,从而提高了锡基材料的循环性能,在100 mA/g的电流密度下,第50圈时容量保持在620.6 mAh/g,保持率为首圈的68.7％。
2.采用回流法制备了SnO2/GNS复合材料,通过TG/DTA、XRD、SEM和TEM等测试手段对材料进行的结构形貌表征,并考察了表面活性剂、石墨烯加入量、回流温度和时间对SnO2/GNS复合材料的电化学性能影响。结果表明通过回流法制备的SnO2/GNS复合材料为SnO2和GNS交替叠加的夹心状结构,从而提高了Li2O的反应可逆性。这种结构的复合材料具有优异的循环性能和倍率性能,SnO2的活性物质利用率高,在500 mA/g电流密度下,194圈时容量为740mAh/g,保持率为首圈的97.5％。
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