發(fā)布時間：2019-10-21 17:46

【摘要】：金屬錫鋰離子電池負極材料由于比傳統(tǒng)商業(yè)化石墨電極材料具有更高的理論比容量而受到廣泛關(guān)注。然而,金屬錫在充放電過程中較大的體積膨脹導致其容量衰減迅速,阻礙了其商業(yè)化應用。碳包覆錫基合金電極被認為能有效抑制材料在充放電過程中的體積變化。本論文以蔗糖為碳源,用碳熱還原法制備了碳包覆的SnSb、Cu6Sn5、 Sn-Sb-Cu三種錫基合金負極材料,并通過X射線衍射、掃描電鏡、循環(huán)伏安、電化學阻抗譜、充放電測試等方法研究了制備過程工藝參數(shù)對錫基合金的相組成、顆粒形貌、電化學性能的影響以及相關(guān)機理的研究。SnSb/C合金負極材料的制備工藝為：反應溫度為800℃,反應時間為4 h,蔗糖用量為38.0 wt%,在此條件下制備的負極材料擁有900.6 mAh·g-1的首次放電比容量,0.3 C循環(huán)30次后容量保持率達到83.0%。Cu6Sn5/C合金負極材料的制備工藝為：反應溫度為900℃,蔗糖用量為38.6 wt%時反應4h,在此條件下制備的材料擁有514.1 mAh·g-1的首次放電比容量,0.3 C循環(huán)30次后容量保持率達到81.6%。為了克服二元合金的不足,制備了Sn-Sb-Cu/C三元合金負極材料,且材料的電化學穩(wěn)定性相比于二元合金有了一定的提高。當蔗糖用量為48.4wt%時,制備的材料擁有854.0 mAh·g-1的首次放電比容量,0.3 C循環(huán)30次后容量保持率達到81.8%。
【圖文】：

Ｆｉｇ．邋３－２邋ＳＥＭ邋ｉｍａｇｅｓ邋ｏｆ邋ＳｎＳｂ／Ｃ邋ｐｒｅｐａｒｅｄ邋ａｔ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｔ：ｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ：逡逑（ａ）邋ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ；邋（ｂ）邋７００邋°Ｃ；邋（ｃ）邋７５０邋°Ｃ；邋（ｄ）邋８００邋°Ｃ；邋（ｅ）邋８５０邋°Ｃ；邋（ｆ）邋９００邋°Ｃ．逡逑圖３－３為不同反應溫度下合成ＳｎＳｂ／Ｃ復合材料的交流阻抗圖譜及對應的擬合曲線，逡逑擬合結(jié)果如表３－１所示。在堘離子電池的電極反應過程中，電極材料會和電解液反應生逡逑成一層相界面膜（ＳＥＩ），堘離子首先經(jīng)由液態(tài)電解質(zhì)穿過ＳＥＩ膜后才向電極表面遷移，，然逡逑后到達電極材料的固體界面發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移后繼續(xù)向電極材料的內(nèi)部擴散。由圖可知，逡逑ＳｎＳｂ／Ｃ電極材料的交流阻抗圖譜是由一個中高頻區(qū)的半圓和一條化頻區(qū)的斜線組成。逡逑其中，中高頻區(qū)的半圓代表電荷迂移過程中產(chǎn)生的阻抗，低頻區(qū)的斜線則代表堘離子在逡逑固相活性物質(zhì)中擴散的Ｗａｒｂｕｒｇ阻抗。逡逑１８逡逑

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本文編號：2551473