摘要
锡基阳极材料由于在脱嵌锂前后体积效应明显，导致循环性能下降及低温下容量骤减两大问题。本论文针对上述问题，对锡基复合物的结构作了优化设计。我们以纳米锡粉和膨胀石墨(EG)为主要原料，通过球磨法制备出一系列Sn/EG基复合材料，包括Sn/EG、Sn/CNT/EG和Sn/PANI/EG复合材料，并采用多项表征探究了上述三种样品的形貌和储锂性能。本论文的主要研究成果如下： 1)以纳米锡粉和膨胀石墨为原料，采用球磨法得到Sn/EG样品。实验表明，使用的溶剂、锡含量和球磨时长都会对材料的储锂性能造成影响。性能最佳的Sn/EG复合电极在100mA/g下120个循环后仍有735.1mAh/g，容量在100mA/g、700mA/g和1A/g下分别保持在532.3mAh/g、275.6mAh/g和223.9mAh/g，在25℃、0℃和-20℃下分别为635.9mAh/g、394.1mAh/g和70.9mAh/g。 2)在Sn/EG体系中加入CNT，制得一系列具有较高锡含量的Sn/CNT/EG复合物。我们探究了锡含量和球磨时间对电极电化学性能的影响，性能最佳的Sn/CNT/EG复合电极表现出较长的循环寿命和优异的低温性能，在100mA/g下循环290次后容量仍保持在541.3mAh/g，25℃、0℃和-20℃下的可逆容量分别为641mAh/g、483.7mAh/g和210.7mAh/g，远高于Sn/EG的低温容量。 3)以聚苯胺作为包覆材料制备出Sn/PANI/EG复合物。性能最佳的Sn/PANI/EG样品展现出超高的循环容量和卓越的倍率性能，在100mA/g下210个循环后容量高达970.8mAh/g，1A/g的大倍率下容量可至429.9mAh/g。Sn/PANI/EG碳化后制得的C-Sn/PANI/EG的低温性能得到明显提高，在25℃、0℃和-20℃下的可逆容量分别为748mAh/g、565.3mAh/g和263.9mAh/g，高于Sn/PANI/EG同温度下的容量。
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