隨著鋰離子電池的廣泛應(yīng)用,人們對鋰離子電池的容量和循環(huán)性能的要求也越來越高,已經(jīng)商業(yè)化的鋰離子電池負極材料為石墨,理論容量只有372 m Ah g-1,很難滿足當(dāng)今時代發(fā)展的需求。而錫基負極材料擁有較高的比容量、儲量豐富和價格低廉等優(yōu)點,備受關(guān)注,有望替代石墨成為下一代鋰離子電池的負極材料。然而錫基負極材料在充放電過程中體積會嚴重膨脹,這將導(dǎo)致電極材料團聚和粉化,甚至和集流體接觸不良或者脫落,造成容量迅速衰減,循環(huán)性能很差。為了克服錫基負極材料的體積膨脹等缺陷,本文嘗試使用不同的原料,以碳納米纖維為基底,合成碳納米纖維負載錫氧化物復(fù)合材料,來抑制錫氧化物的體積膨脹,從而改善材料循環(huán)性能,且該種復(fù)合材料具有良好的柔韌性,無需集流體,避免了電極材料和集流體接觸不良的問題。具體研究內(nèi)容如下:1.以CNF膜為基底,SnCl₄·5H₂O、Na OH和葡萄糖為原料,通過兩次水熱及碳化處理合成了碳包覆的碳納米纖維/錫基復(fù)合材料（CNF/SnO₂@C）。通過XRD、SEM、TEM和XPS等測試分析了材料的形貌和結(jié)構(gòu);通過循環(huán)伏安、充放電... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋰離子電池形狀和組成示意圖

圖 1-2 鋰離子電池工作原理示意圖Figure 1-2 Schematic diagram of working principle of lithium-ion batteries.3 鋰離子電池負極材料的研究進展（Research Progress of Anoaterials for Lithium-ion Batteries）正負極材料是影響鋰離子電池工作性能最重要的兩個組成部分，它們的選接決定了電池系統(tǒng)電化學(xué)性能的優(yōu)劣。而對于負極材料來說，一般應(yīng)該滿足要求[16-18]：（1）在鋰離子嵌入和脫出過程中，自由能變化小，電位低，以保池具有較高且平穩(wěn)的輸出電壓；（2）單位質(zhì)量和體積下，主體材料能夠盡可的嵌入和脫出鋰，以獲得高比容量；（3）鋰的嵌入和脫出過程應(yīng)可逆，且在程中主體結(jié)構(gòu)很少發(fā)生變化（結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性），以確保良好的循環(huán)穩(wěn)定性；（4化還原電位隨插鋰數(shù)目 x 的變化應(yīng)盡可能少，這樣電池的電壓不會發(fā)生顯著，以保持平穩(wěn)的充放電；（5）具有較好的電子電導(dǎo)率和鋰離子擴散系數(shù)，極且能夠經(jīng)受大電流充放電；（6）能夠與液體電解質(zhì)形成穩(wěn)定、致密的固體電界面（Solid Electrolyte Interface Film,簡稱 SEI 膜）；（7）在整個電壓范圍內(nèi)

（Materials Preparation）據(jù)之前的文獻，CNF 膜是由聚丙烯腈（PAN）通過靜 膜的質(zhì)量大約 1mgcm-2。將 SnCl4·5H2O (0.42g)，Na鈉（0.028g）混合在 40 mL 蒸餾水中，超聲 10 分鐘NF 膜和上述透明溶液放入水熱釜中，200 °C 條件下自然冷卻至室溫，取出膜并清洗烘干得到 SnO2生長中間產(chǎn)物。葡萄糖為碳源合成碳包覆的 CNF/SnO2。2g 葡萄糖溶 10 分鐘。將葡萄糖溶液和 CNF/SnO2膜轉(zhuǎn)移到水熱到碳包覆的 CNF/SnO2（CNF/SnO2@C）。制備過程如圖述得到的 CNF/SnO2@C 膜至于管式爐中，氮氣氛下nO2的結(jié)晶度以及表面碳層的碳化程度，待穩(wěn)定冷卻需的柔性 CNF/SnO2@C 膜。作為對比樣，碳包過上述相同過程合成，但沒有加入 CNF 膜。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋰離子電池正極材料研究進展[J]. 李偉偉,姚路,陳改榮,席國喜.  電子元件與材料. 2012(03)



本文編號：2996067