鋰離子電池用高容量碳素基負(fù)極材料的自組裝制備及性能研究.pdf

1、電動(dòng)車行業(yè)的發(fā)展，對(duì)鋰離子電池能量密度與功率密度等方面的性能提出了越來越高的要求，開發(fā)具有高容量與高倍率電極材料對(duì)鋰離子電池技術(shù)的發(fā)展有著重要的意義。本文在國(guó)家自然基金(51274240)的資助下，利用自組裝技術(shù)開展了高能鋰離子電池用碳基復(fù)合負(fù)極材料的探索研究。采用自組裝技術(shù)制備碳納米管/石墨烯(CNT/GNS)復(fù)合負(fù)極材料，并探索其微觀結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)鋰性能;針對(duì)氧化錫(SnO2)負(fù)極材料存在導(dǎo)電性和循環(huán)性能差的缺陷，利用自組裝技術(shù)制備氧化錫

2、/碳納米管(SnO2/CNT)和氧化錫/石墨烯(SnO2/GNS)兩種復(fù)合材料，并詳細(xì)研究它們的電化學(xué)儲(chǔ)鋰性能。研究得出以下結(jié)論:
　　(1)利用氨基化碳納米管和羧基化石墨烯之間的靜電相互作用制備出了CNT/GNS復(fù)合負(fù)極。CNT與GNS的結(jié)合緊密，呈現(xiàn)出片層狀結(jié)構(gòu)，該負(fù)極自組裝層數(shù)與厚度成線性增長(zhǎng)關(guān)系，其儲(chǔ)鋰容量可通過自組裝層數(shù)進(jìn)行有效調(diào)控。在0.01～3 V的電壓范圍和0.01mA/cm2的電流密度條件下，具有80層的CNT/

3、GNS復(fù)合負(fù)極能輸出0.265 mAh/cm2的首次可逆容量，當(dāng)電流密度為0.4 mA/cm2時(shí)，該負(fù)極的可逆容量仍然為0.030 mAh/cm2;
　　(2)利用碳納米管表面含氧官能團(tuán)與Sn2+離子靜電相互作用的自組裝原理制備出了成分均勻、性能優(yōu)異的SnO2/CNT復(fù)合負(fù)極材料。在0.01～2V的電壓范圍和100 mA/g的電流密度下，該復(fù)合負(fù)極首次可逆容量為898.4 mAh/g，經(jīng)100次循環(huán)充放電后，可逆容量為489.7m