钠离子电池SnO2@rGO负极材料的制备及其性能分析

来源 :海南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sky_ywt_2001
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金属钠作为地球上丰富的资源,以其成本低和无毒性的特点使得钠离子电池受到了越来越多的学者关注。钠离子电池作为当前新能源的重要一族之一,对于缓解当前全球能源危机起到重要作用,其与锂离子电池性能相似且成本比锂离子电池低的特点成为了今后取代锂离子电池的重要选择。但是钠离子电池目前存在的较低的能量密度和循环稳定性问题成为目前难以攻克的难题。在钠离子电池负极材料掺杂SnO2后,Sn02以其较大能力储存钠离子和无毒性的特点能够有效解决钠离子电池目前较低的能量密度和循环稳定性的问题,但是单纯掺杂SnO2还不能为钠离子电池实际应用提供了有效的途径,其在重复的充放电中会引起电池内部较大体积改变,以改良Hummers法制备氧化石墨(Graphite oxide,GO),将SnCl4·H2O作为锡源水热法制备纳米Sn02并将其吸附在层状结构的氧化石墨表面,再将材料进行球磨和热还原后得到材料颗粒小、堆叠团聚现象减少的SnO2@rGO复合材料,以SnO2@rGO复合材料作为活性物质与Super P和PVDF按照一定的比例调制浆料制备钠离子电池负极材料并组装成扣式电池,能够有效得解决钠离子电池在充放电过程中体积变大的问题。通过扫描电镜、拉曼、热重、红外等对SnO2@rGO复合材料的形貌情况、组成元素、结构大小进行了表征分析。利用蓝电系统和电化学工作站测试电池的循环曲线、倍率曲线、C-V曲线、阻抗等,测试出钠离子电池的循环稳定性、倍率性以及库伦效率。结果表明,通过该法制成的SnO2@rGO复合材料,纳米SnO2能够很好地分布在氧化石墨层表面,且其比表面积达到102.1 m2g-1。在电化学测试中,电池在100 mA g-1电流密度下比容量达到339 mAh/g,循环100次后的电池库伦效率基本保持98.75%,倍率测试中循环50次之后电池的比容量还是能够恢复,表明SnO2@rGO作为钠离子电池负极材料提高了电池的容量保持率和循环稳定性。
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