【摘要】：金屬錫鋰離子電池負(fù)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(dǎo)致其容量衰減迅速,阻礙了其商業(yè)化應(yīng)用。碳包覆錫基合金電極被認(rèn)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(fù)極材料,并通過X射線衍射、掃描電鏡、循環(huán)伏安、電化學(xué)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(xué)性能的影響以及相關(guān)機(jī)理的研究。SnSb/C合金負(fù)極材料的制備工藝為：反應(yīng)溫度為800℃,反應(yīng)時間為4 h,蔗糖用量為38.0 wt%,在此條件下制備的負(fù)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(dá)到83.0%。Cu6Sn5/C合金負(fù)極材料的制備工藝為：反應(yīng)溫度為900℃,蔗糖用量為38.6 wt%時反應(yīng)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(dá)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(fù)極材料,且材料的電化學(xué)穩(wěn)定性相比于二元合金有了一定的提高。當(dāng)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(dá)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(yīng)溫度下合成ＳｎＳｂ／Ｃ復(fù)合材料的交流阻抗圖譜及對應(yīng)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(yīng)過程中，電極材料會和電解液反應(yīng)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(dá)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(kuò)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(kuò)散的Ｗａｒｂｕｒｇ阻抗。逡逑１８逡逑

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本文編號：2551473