錫基合金（Sn-M,M = Fe,Ni,Co和Cu）具有比容量高和安全性好等優(yōu)點,被認(rèn)為是商業(yè)化鋰離子電池碳負(fù)極材料的理想替代材料。但是,錫基合金在脫嵌鋰過程中巨大的體積變化會導(dǎo)致電極粉化及比容量的快速衰減,極大地制約了其實際應(yīng)用。將納米錫基合金固定于碳介質(zhì)可使鋰錫合金化/去合金化反應(yīng)限域在碳納米反應(yīng)器中,因而能有效改善錫基合金的循環(huán)穩(wěn)定性。然而,當(dāng)前這類材料仍存在包覆的錫基合金尺寸較大（通常大于10納米）、尺寸分布較寬以及與碳介質(zhì)分布不均勻等問題,這仍會導(dǎo)致大顆粒內(nèi)部和復(fù)合材料局部區(qū)域明顯的粉化以及持續(xù)脫嵌鋰過程中顯著的容量衰減。針對上述問題,本論文以氰基橋聯(lián)配位聚合凝膠（氰膠）為前驅(qū)體、通過熱自還原過程將尺寸分布窄的超細(xì)錫基合金納米晶均勻固定于納米多孔碳網(wǎng)絡(luò)。具體來說,以檸檬酸、聚乙二醇和殼聚糖凝膠復(fù)合Sn-Fe氰膠為前驅(qū)體,通過熱自還原過程分別制備出三類納米多孔錫鐵合金/碳負(fù)極材料,包括Sn-Fe@C多孔網(wǎng)絡(luò)材料、珊瑚狀Sn-Fe@C框架材料和一維/三維Sn-Fe@C分級框架材料。這三類納米多孔錫鐵合金/碳負(fù)極材料在儲鋰應(yīng)用上具有獨特的結(jié)構(gòu)和組成優(yōu)勢,因而均表現(xiàn)出了長的循環(huán)壽命、... 

【文章來源】：南京師范大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１鋰離子電池的工作原理示意圖

圖１．２鋰離子電池負(fù)極材料不同儲鋰機制的示意圖

提供高的倍率性能［１５６］。目前，科學(xué)家們己經(jīng)成功合成大量的納米化錫基??合金，主要包括?Ｓｎ－Ｆｅ［１６－２４］、Ｓｎ－Ｎｉ［２４－３７］、Ｓｎ－Ｃｏｔ２２，２３，３８＊４５］及?Ｓｎ－Ｃｕｔ４６－６Ｑ］等。??例如，許鑫華課題組［６（）］通過電置換反應(yīng)（如圖１．３ａ），使用Ｓｎ納米顆粒作??犧牲模板，經(jīng)過Ｓｎ的犧牲氧化及同時在表面進行的Ｃｕ的還原過程，可以得到??中空Ｓｎ－Ｃｕ合金納米球（記為Ｓｎ－Ｃｕｕ），尺寸為ｌｌｌｎｍ?（如圖１．３ｂ－ｃ）。當(dāng)它??被用作鋰離子電池負(fù)極材料，表現(xiàn)出很高的庫倫效率（約為９９％）（如圖１．３ｅ），??在充放電１００圈后仍有較高的比容量（ｅｄｌＳｍＡｈｇ－１）（如圖１．３ｄ）。而且隨著??電流密度的增大，表現(xiàn)出較髙的比容量，沒有明顯的容量衰減，具有較高的倍率??性能（如圖１．３ｆ）。??３?〇?Ｗ?＾?Ｈｏｌｌｏｗ?Ｓｎ－Ｃｕ?ＫＰ??蠢奪修？??ｂ?■■說置?Ｃ：，［???＞，１．?ＤｋＭＨｄｃｆ?ｌｌｌｉｎｎ??Ｌ＾ＪＬ??０．２?｜ｉｍ?Ｍ）?７０?？？?９０?｜〇〇?ＭＯ?１２０?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]MWCNT@SiO2納米同軸電纜的制備及儲鋰性能[J]. 石慧敏,王惠,尹金維,朱青云,吳平,唐亞文,周益明,陸天虹.  高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報. 2015(01)



本文編號：2923555