錫基負極材料制備及其電化學性能研究
發(fā)布時間:2020-12-23 07:04
錫基負極材料(二氧化錫、硫化錫、磷化錫)由于能量密度高且具有高的理論比容量而受到了廣泛的關(guān)注,成為極具潛力的鋰離子電池負極材料,同時也因其資源豐富、成本低廉、制備簡單等優(yōu)點而成為應用前景廣闊的鋰離子電池體系。然而錫基負極材料因其體積膨脹系數(shù)太大,嚴重限制了其大倍率下的實際應用。為了解決這一難題,通常采用兩種有效的方法,一種是改善其形貌,構(gòu)建出空心球殼形貌以增大材料比表面積,另一種是合成復合材料,構(gòu)建層狀復合結(jié)構(gòu)緩解在鋰離子嵌入時引起的結(jié)構(gòu)坍塌。本文分別采用這兩種方法合成空心球殼狀SnO2及硫化錫磷化錫復合材料。本文首先采用溶劑熱法以SiO2為模板合成了空心球殼狀SnO2,分別探究了四種工藝參數(shù)(煅燒溫度、煅燒時間、SiO2模板大小和反應物配比)對其結(jié)構(gòu)、形貌和電化學性能的影響。結(jié)果表明:當煅燒溫度為500℃、煅燒時間為2h、SiO2模板大小為200 nm、反應物配比SiO2:Na2SnO3=1:5時,所制得的SnO2樣品性能最佳。在0.1 C倍率下,SnO2電極的首次放電容量為1217.5 mAh/g,經(jīng)過100次循環(huán)后,其放電容量為507 mAh/g,改善了SnO2容量保持率低的缺陷...
【文章來源】:大連海事大學遼寧省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2鋰離子電池工作原理??Fig.?1.2?Working?principle?of?lithium?ion?battery??鋰離子電池工作原理如圖丨.2所示
?大連海事大學碩士學位論文???滴加少量的電解液,蓋上電池蓋,經(jīng)電池封口機壓實后取出,靜置備用,裝置好??的半紐扣電池放在室溫下靜置12?h,然后在LAND測試系統(tǒng)進行測試。??外殼??匚::?〕?泡沫鎳??鋰片??國|陶齡?隔膜??ry-?二?電極片??外殼??圖2.1半紐扣電池裝配圖??Fig.?2.1?Assembly?diagram?of?half?coin?cell??2.5電化學性能測試??2.5.1恒電流充放電測試??電極材料的循環(huán)性能、倍率性能、庫倫效率等均通過恒電流充放電測試檢測。測試??儀器采用武漢市金諾電子有限公司所生產(chǎn)CT2100型藍電測試系統(tǒng),測試條件為:電壓??范圍為0.01-3.0V,小電流測試為100?mA,大電流測試為500?mA、1000?mA,測試溫??度為室溫。??2.5.2交流阻抗測試(EIS)??電化學阻抗EIS即測試電勢和電流信號的線性關(guān)系。測試方法電化學系統(tǒng)施加一個??頻率不同的小振幅的交流阻勢波,這個交流電勢波與電流信號的比值即為系統(tǒng)的阻抗。??可通過ZV1ew軟件模擬測試內(nèi)阻及計算擴散系數(shù)。測試儀器為上海辰華儀器公司所生產(chǎn)??的CHI660D(ChenhuaCo.)型電化學工作站。測試條件:振幅為5?mV,頻率范圍為10-2??FIz-105?IIz,溫度為室溫,所用的等效電路下圖如圖2.2所示。其中,Rs是雙電層電容,??Ret為擴散電阻,CPE為常象角元件,Zw為界面電容。??-13?-??
圖3.1?Sn02_備實驗流程圖??Fig.?3.1?Flow?chart?of?experiment??本研究以正硅酸乙酯(TEOS)為硅源,在堿性條件下為制備Si02模板
【參考文獻】:
期刊論文
[1]SnS2/GCP(石墨烯復合粉末)微米復合材料作為鋰離子電池負極材料的電化學性能(英文)[J]. 林健,崔永福,崔金龍,文鐘晟,孫俊才. 無機化學學報. 2018(01)
[2]鋰離子電池的發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 王鵬博,鄭俊超. 自然雜志. 2017(04)
[3]微波溶劑熱法合成鋰離子電池負極材料Sn4P3/多壁碳納米管的研究[J]. 溫福昇,趙靜,楊瑞龍,張曉妍,董丹丹. 燕山大學學報. 2016(01)
[4]鋰離子電池負極儲鋰材料的研究進展[J]. 梁初,許浩輝,梁升,夏陽,黃輝,陶新永,甘永平,張文魁. 材料導報. 2015(11)
[5]天然石墨與人造石墨芻議[J]. 劉洪波. 高科技與產(chǎn)業(yè)化. 2014(02)
[6]水熱合成納米片狀SnS2及其電化學貯放鋰性能[J]. 馬琳,李輝,常焜,李赫,陳衛(wèi)祥. 浙江大學學報(工學版). 2011(02)
[7]Hard Templating Synthesis of Mesoporous and Nanowire SnO2 as Lithium Battery Anode Materials[J]. Hyesun Kim,SunHye Lim,Jaephil Cho. 復旦學報(自然科學版). 2007(05)
[8]鋰離子電池用SnO2-聚苯胺復合負極材料的制備與表征[J]. 何則強,劉文萍,熊利芝,舒暉,吳顯明,陳上,黃可龍. 無機化學學報. 2007(05)
[9]熱處理對SnO2/Ti電化學催化降解p-苯醌的影響[J]. 閻建中,曲久輝,孫志民,李梅,劉瑞平. 環(huán)境科學. 2004(01)
[10]納米 SnO2 的制備[J]. 賀蘊普,李亞棟,李龍泉,于娟,錢逸泰. 應用化學. 1998(06)
碩士論文
[1]二硫化錫二維材料的制備與表征及電學性能研究[D]. 陳偵康.北京交通大學 2016
[2]鋰離子電池Sn(SnO2)基負極材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計與性能研究[D]. 趙希柯.湘潭大學 2015
[3]多孔SnO2納米球及其石墨烯復合材料的制備與電化學性能研究[D]. 馬東明.合肥工業(yè)大學 2015
[4]鋰離子電池SnO2納米球/石墨烯復合材料的制備及其電化學性能的研究[D]. 劉佳.重慶大學 2013
本文編號:2933285
【文章來源】:大連海事大學遼寧省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2鋰離子電池工作原理??Fig.?1.2?Working?principle?of?lithium?ion?battery??鋰離子電池工作原理如圖丨.2所示
?大連海事大學碩士學位論文???滴加少量的電解液,蓋上電池蓋,經(jīng)電池封口機壓實后取出,靜置備用,裝置好??的半紐扣電池放在室溫下靜置12?h,然后在LAND測試系統(tǒng)進行測試。??外殼??匚::?〕?泡沫鎳??鋰片??國|陶齡?隔膜??ry-?二?電極片??外殼??圖2.1半紐扣電池裝配圖??Fig.?2.1?Assembly?diagram?of?half?coin?cell??2.5電化學性能測試??2.5.1恒電流充放電測試??電極材料的循環(huán)性能、倍率性能、庫倫效率等均通過恒電流充放電測試檢測。測試??儀器采用武漢市金諾電子有限公司所生產(chǎn)CT2100型藍電測試系統(tǒng),測試條件為:電壓??范圍為0.01-3.0V,小電流測試為100?mA,大電流測試為500?mA、1000?mA,測試溫??度為室溫。??2.5.2交流阻抗測試(EIS)??電化學阻抗EIS即測試電勢和電流信號的線性關(guān)系。測試方法電化學系統(tǒng)施加一個??頻率不同的小振幅的交流阻勢波,這個交流電勢波與電流信號的比值即為系統(tǒng)的阻抗。??可通過ZV1ew軟件模擬測試內(nèi)阻及計算擴散系數(shù)。測試儀器為上海辰華儀器公司所生產(chǎn)??的CHI660D(ChenhuaCo.)型電化學工作站。測試條件:振幅為5?mV,頻率范圍為10-2??FIz-105?IIz,溫度為室溫,所用的等效電路下圖如圖2.2所示。其中,Rs是雙電層電容,??Ret為擴散電阻,CPE為常象角元件,Zw為界面電容。??-13?-??
圖3.1?Sn02_備實驗流程圖??Fig.?3.1?Flow?chart?of?experiment??本研究以正硅酸乙酯(TEOS)為硅源,在堿性條件下為制備Si02模板
【參考文獻】:
期刊論文
[1]SnS2/GCP(石墨烯復合粉末)微米復合材料作為鋰離子電池負極材料的電化學性能(英文)[J]. 林健,崔永福,崔金龍,文鐘晟,孫俊才. 無機化學學報. 2018(01)
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[7]Hard Templating Synthesis of Mesoporous and Nanowire SnO2 as Lithium Battery Anode Materials[J]. Hyesun Kim,SunHye Lim,Jaephil Cho. 復旦學報(自然科學版). 2007(05)
[8]鋰離子電池用SnO2-聚苯胺復合負極材料的制備與表征[J]. 何則強,劉文萍,熊利芝,舒暉,吳顯明,陳上,黃可龍. 無機化學學報. 2007(05)
[9]熱處理對SnO2/Ti電化學催化降解p-苯醌的影響[J]. 閻建中,曲久輝,孫志民,李梅,劉瑞平. 環(huán)境科學. 2004(01)
[10]納米 SnO2 的制備[J]. 賀蘊普,李亞棟,李龍泉,于娟,錢逸泰. 應用化學. 1998(06)
碩士論文
[1]二硫化錫二維材料的制備與表征及電學性能研究[D]. 陳偵康.北京交通大學 2016
[2]鋰離子電池Sn(SnO2)基負極材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計與性能研究[D]. 趙希柯.湘潭大學 2015
[3]多孔SnO2納米球及其石墨烯復合材料的制備與電化學性能研究[D]. 馬東明.合肥工業(yè)大學 2015
[4]鋰離子電池SnO2納米球/石墨烯復合材料的制備及其電化學性能的研究[D]. 劉佳.重慶大學 2013
本文編號:2933285
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