靜電紡絲技術(shù)制備Sn-C復(fù)合納米纖維薄膜負(fù)極材料.pdf

1、鋰離子二次電池在通信通訊、便攜式電子設(shè)備、電動汽車等許多方面的廣泛應(yīng)用而備受人們的青睞。作為電池重要部分之一的負(fù)極材料，傳統(tǒng)的碳基負(fù)極材料己遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求，在應(yīng)運(yùn)而生的許多新材料中，錫基材料由于具有較高的比容量(992mAh·g-1)而得到了學(xué)者們的廣泛研究。但是，錫基電極在充放電時體積變化大，在循環(huán)過程中會造成顆粒團(tuán)聚，從而使其循環(huán)性能欠佳。因此，設(shè)計出一種兼具穩(wěn)定的循環(huán)性能和高比容量的新型錫基材料成為了學(xué)者們研究的熱

2、點(diǎn)。
　　 本研究采用靜電紡絲方法制備含錫化合物的PAN納米纖維膜，通過調(diào)控紡絲液組成、配比和碳化溫度等過程參數(shù)，選取最優(yōu)的電池組裝方式等實現(xiàn)了工藝和性能的優(yōu)化，制備出一種Sn/CNFs納米纖維負(fù)極材料。這種材料充分發(fā)揮納米錫顆粒和碳納米纖維的協(xié)同性，獲得一種結(jié)構(gòu)可控、循環(huán)性能穩(wěn)定且高容量的新型鋰離子電池負(fù)極材料。納米纖維的形貌結(jié)構(gòu)、晶相結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成的變化及電化學(xué)性能分別用TEM、FESEM、XRD、FT-IR、EDX以及電化

3、學(xué)測試儀器等進(jìn)行了表征分析。結(jié)果得出，不加膠黏劑的負(fù)極制備方法可以獲得較高的可逆容量；與純碳納米纖維和在1000℃碳化的Sn/C納米負(fù)極材料相比較，在700℃和850℃碳化的Sn/C負(fù)極材料擁有更高的可逆容量。其中，在850℃碳化的Sn/C納米纖維膜雖然首次可逆容量較低(993mAh·g-1)，但卻擁有較高的首次庫倫效率(81.7％)，在該溫度下，直徑小于40nm的Sn顆粒分散在碳纖維基體中，還有少部分顆粒附于纖維壁外，并且在30次循環(huán)