錫銅合金負極材料的電化學性能研究.pdf

1、錫負極是鋰離子電池潛在的負極材料，理論比容量達到990 mAh/g。然而，在充放電過程中錫負極的體積膨脹率較大，長期循環(huán)后會產(chǎn)生粉化現(xiàn)象，導致循環(huán)性能較差，特別是首次循環(huán)的不可逆容量較大。為了改善錫陽極的電化學性能，本文試圖通過活性/非活性復(fù)合合金的辦法制備錫銅基合金，開展以下幾方面的研究工作，取得具有創(chuàng)新性的成果。 第一，在不同組成的堿性鍍液中，于銅膜電極上電沉積金屬錫膜，然后再將制備的電極在氬氣氣氛中，于不同溫度燒結(jié)處理。采

2、用XRD、TG-DTA、EIS、AFM、SEM及充放電循環(huán)實驗等現(xiàn)代方法研究了制備條件對樣品電化學性能的影響。實驗結(jié)果顯示：在本文的實驗條件下，錫酸鈉含量為60 g/L時，制備的錫銅合金電極的電化學性能最好。在280℃燒結(jié)的錫銅合金具有單斜Cu<,6>Sn<,5>(C2/c空間群)結(jié)構(gòu)，晶胞體積較大，在充放電中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。在0.03～2.0 V電壓區(qū)間充放電時，首次放電容量為503 mAh/g，40循環(huán)的容量衰減率為33％。 第二

3、，將電沉積于銅膜電極上的金屬錫膜置于空氣流和氬氣流的混合氣氛中，首次采用混合氣氛燒結(jié)法制備。當空氣流速和氬氣流速比為4∶24時，于380℃燒結(jié)制得錫銅合金復(fù)合氧化膜。該樣品的首次放電容量為1451 mAh/g，40次循環(huán)充放電后，放電容量仍保持在600 mAh/g以上。 第三，首次在錫銅合金上進一步覆蓋鎳鈷合金膜，采用不同溫度處理合成樣品。充放電實驗表明，230℃為最佳燒結(jié)溫度。該樣品首次放電容量為408 mAh/g，首次充放電