近年來隨著3C電子產(chǎn)品的高速發(fā)展和人們生活水平的逐步提高,對具有電壓高、比能量大和安全性能好的儲能設(shè)備的需求促使人們尋求新的電池材料。位于元素周期表第V主族第五周期的金屬銻（Sb）和金屬錫、硅類似,也是一種鋰/鈉離子電池負(fù)極材料。首先,我國是世界最大的Sb產(chǎn)量國,Sb資源豐富,價(jià)格低廉。其次,Sb具有高達(dá)660 mAh g^-1的理論比容量,并且Sb的嵌鋰/鈉電位為0.6-0.8 V ,可以有效的避免枝晶的出現(xiàn),提高了安全性能。Sb在脫嵌鋰/鈉的過程中具有平坦的電化學(xué)反應(yīng)平臺,可以提供穩(wěn)定的工作電壓。但其缺點(diǎn)是在脫嵌鋰/鈉的過程中體積變化過大（175 % vs. Li,293% vs. Na）。對于這個(gè)問題,本文采用了原位合成的方法制備出不同形貌、不同結(jié)構(gòu)的金屬銻和碳的復(fù)合材料和合金材料,有效緩解了 Sb在反應(yīng)過程中體積變化大的問題,提高了循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。具體如下:首先,采用水熱合成法制備的金屬有機(jī)框架Ni-MOFs作為前軀體,通過高溫還原得到多孔的球狀Ni（?）C復(fù)合材料,最后通過原位合成方法合成NiSbcCHSs（NiSb-embedded carbon ... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋰離子電池的充放電原理示意圖

C 原子組成的六元環(huán)組合而成，每一層之間又由范德華力相結(jié)合[45]（圖 1.3 a）。狀結(jié)構(gòu)可以更有利于鋰離子或鈉離子的自由插入脫出，并且石墨的結(jié)構(gòu)在反應(yīng)程中比較穩(wěn)定，充放電平臺比較穩(wěn)定，極化現(xiàn)象很小，但其表面缺陷比較多，易形成比較致密的 SEI 膜，導(dǎo)致首次循環(huán)效率較低；并且，石墨材料有與有機(jī)解液溶劑相容的缺點(diǎn)，會大大降低石墨的循環(huán)壽命[41]。

作為碳源進(jìn)行包覆制備出了蛋黃核殼結(jié)構(gòu)的 Sn@C 納米立方(圖 1.4 c,d)，立方內(nèi)核中有足夠的空間緩解 Sn 在脫嵌鋰的過程中體積變化問題，同時(shí)外部的碳也提高了其導(dǎo)電性，作為鋰離子電池負(fù)極材料，蛋黃核殼結(jié)構(gòu)的 Sn@C 納米立現(xiàn)出了較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和長的循環(huán)穩(wěn)定性。斯坦福大學(xué)的 Yi Cui 教授[73-78]在硅方面進(jìn)行了大量的研究，也制備出了具有蛋黃核殼結(jié)構(gòu) Si@C 復(fù)合材料，表了較好的電化學(xué)性能。合金型負(fù)極材料具有大的比容量，隨著深入的研究，有希望成為下一代大規(guī)模使用的負(fù)極材料。

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3007257