納米SnO2表面改性及Sn-C復合微球的制備研究.pdf

1、作為鋰離子電池的負極材料，炭材料具有可逆性好、結構穩(wěn)定、導電率高和放電平臺低等特征，但目前商業(yè)化廣泛使用的石墨電極材料的理論容量僅為372mAhg-1，限制了其在高性能鋰離子電池方面的應用。為了提高鋰離子電池材料的性能，研究者將更多的注意力轉向錫、硅等材料，因為它們的理論儲鋰容量分別達到994mAh g-1和4200mAh g-1，遠高于已經商業(yè)化的炭材料。然而由于金屬錫在鋰離子的嵌/脫循環(huán)過程中要經歷較大的體積的膨脹，容易粉化并失去儲

2、鋰性能，導致循環(huán)穩(wěn)定性惡化。為此，制備Sn/C納米復合材料，在納米錫顆粒外面包覆一層炭材料或將錫顆粒均勻分散在炭基體中可有效解決上述循環(huán)穩(wěn)定性問題。
　　 本課題以炭氣凝膠作為納米錫顆粒外面的炭層，首先采用均相沉淀法制備了平均粒徑為20nm的氧化錫顆粒，繼而將該氧化錫顆粒進行表面接枝處理，然后使之與RF溶膠原位復合，用乳液法制備得到RF與納米氧化錫均勻混雜的平均粒徑為2μm的球形濕凝膠，經溶劑置換，超臨界干燥及惰性氣氛下熱處理，

3、最終制得納米氧化錫與炭氣凝膠均勻復合的二元復合微球。復合微球的平均粒徑2μm，平均粒徑為40nm的金屬錫顆粒均勻混雜其中。考察了不同的氧化錫攙雜量對復合微球成球及結構的影響。通過電化學測試得出不同錫攙雜量的復合微球的充放電容量和循環(huán)性能。結果表明，攙雜10％納米氧化錫的Sn/C復合電極首次充電容量達到1700mAh g-1，30次循環(huán)后可逆容量為400mAh g-1，達到了提高炭負極材料儲鋰容量的目的。同時，以類似工藝制備了攙雜納米氧化