SnO2@TiO2復合薄膜材料的合成及其電化學性能研究.pdf

1、隨著能源需求的日益增長和環(huán)境污染的日益加劇，能源的開發(fā)利用受到研究者們越來越多的關(guān)注。在此背景下，尋找高效、安全、環(huán)境友好的儲能裝置成為能源領(lǐng)域的重要研究課題。鋰離子電池因其比能量高、綠色環(huán)保及攜帶方便等優(yōu)點，成為電化學儲能裝置領(lǐng)域的研究熱點。目前，商業(yè)化應用的鋰離子電池負極材料主要是石墨類材料，然而由于其存在儲鋰容量低等缺點，已經(jīng)不能滿足人們對鋰離子電池的需求。因此研發(fā)新型鋰離子電池材料，提高電池性能、降低電池成本，成為新一代高性能鋰

2、離子電池領(lǐng)域的研究重點。在眾多新型材料中，TiO2納米材料因其良好的循環(huán)穩(wěn)定性以及可忽略的體積效應等優(yōu)點，成為較為理想的石墨替代材料之一。但是由于TiO2的理論容量較低以及導電性較差等原因，使得其實際應用受到限制。對比之下，作為另一種較為理想的石墨替代材料，SnO2具有較高的理論容量。但是巨大的體積效應會造成容量快速衰減，同樣限制了其實際應用。SnO2/TiO2復合材料結(jié)合了SnO2的高容量和TiO2的循環(huán)穩(wěn)定性，顯示出良好的電化學性能

3、。本文通過簡單的光沉積方法在TiO2納米管上沉積SnO2納米顆粒制備出了SnO2@TiO2復合薄膜材料，并研究其電化學性能。
　　第三章中，通過開路條件下光沉積的方法在氫化的TiO2納米管上進行光沉積，然后在400℃進行熱處理后制得SnO2@TiO2復合薄膜材料，以所制備的SnO2@TiO2復合薄膜材料作為鋰離子電池負極材料用于電化學性能研究。物理表征可以發(fā)現(xiàn)通過光沉積的方法可以將SnO2納米顆粒均勻沉積在TiO2納米管上。電化學

4、測試結(jié)果表明，作為鋰離子電池負極材料，SnO2@TiO2復合材料表現(xiàn)出較好的電化學儲鋰性能:在100μA cm-2的電流密度下，經(jīng)過100次循環(huán)后其容量為75.1μAh cm-2，遠高于TiO2納米管薄膜的容量(18.7μAhcm-2)。本章的后半部分，我們探究了外加電壓對光沉積的影響。
　　第四章中，以氫化的TiO2納米管陣列為基體，外加0.5V電壓輔助光沉積，再經(jīng)過熱處理制備出SnO2@TiO2復合薄膜材料，并將其用于電化學性