sno sn c复合锂离子电池负极材料的制备及其结构与性能研究

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1、SnO2SnC复合锂离子电池负极材料的制备及其结构与性能研究论文作者签名：指导教师签名：论文评阅人１：评阅人２：评阅人３：评阅人４：评阅人５：答辩委员会主席：垡国挂３熬援３逝塑太堂委员１：到宾虹迸塞员３浙江太堂委员２：逝毽）副盈究员３逝婆太堂委员３：篮启垄３副熬援３逝江太堂委员４：昌彗３副盈究逸３逝洹太堂委员５：王嚏盔３副珏究逸３逝江太堂浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝鎏盘堂或其他教育机构的学位或证书而使

2、用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。糊黼张佴矸鳓期：矽肼弓川日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解滥婆盘鲎有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝姿盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：传巧于稚参钲１ｈ啖签字日期：沙１０＃－弓月，／日字阳瑚漆帅年｝务，／本课题承浙江省自然科学基金资助（Ｎｏ．Ｙ４０８０１９０）致谢本论文是在导师潘洪革

3、研究员的指导下完成的，导师博大精深的学术造诣、严谨求实的治学态度、忘我的工作精神、诲人不倦的名师风范以及勇于创新的科研精神令我受益终生。在此论文完成之际，谨向潘老师致以崇高的敬意和衷心的感谢！同时要特别感谢高明霞副教授，感谢她在硕士期间给予本人科研上耐心细致的指导和支持以及生活中慈母般的关怀。高老师锐意进取的学术风格和忘我的工作精神，一直激励着我，在此谨表由衷的感激！此外还特别感谢刘永锋副研究员在本人学习和论文的完成期间给予的指导和无私的帮助！在此祝福三位老师身体健康、工作顺利、万事如意。在学＞－－ｊ和科研过程中，本人还得到了潘颐教授、应窕老师、李寿权高工、葛红卫老师、邵晓

4、鸣师傅等的关心和帮助，在此向他们致以诚挚的谢意。同时也要感谢浙江大学分析测试中心的各位老师，他们对本文中相关实验数据的测试分析提供了重要的帮助。在学＞－－ｊ和实验过程中，本人还得到了林燕博士生、苗鹤博士生、殷月辉博士生、周轶凡博士生、朱丹博士生、王岳博士生、梁初博士生、蒋磊硕士生、刘继强硕士生、钟凯硕士生、林仁波硕士生、项良顺硕士生、王锋淮硕士生、骆昆硕士生、赵钰硕士生、叶欣硕士生、冯冉硕士生、巫红燕硕士生、黄理硕士生、李波硕士生、曹彦辉硕士生等同学的大力支持和帮助，在此一并表示感谢。同时也感谢所有关心和帮助过我的同学和朋友。祝大家今后的生活一帆风顺，心想事成！此外，感谢浙

5、江大学和浙江大学金属所提供良好的学＞－ｊ和科研环境。最后，深深感谢父母、女友和其他所有亲人永远的支持！陈轩］摘要本论文在综述了锂离子电池研究应用概况和国内外锡基锂离子电池负极材料研究进展的基础上，提出了通过在锡基材料中引入碳等方法，制备Ｓｎ０２／Ｃ和Ｓｎ０２／Ｓｎ／Ｃ复合材料为研究方向。旨在通过材料的活性／弱活性组合达到抑制锡基负极在充放电过程中的体积膨胀问题，获得具有良好循环稳定性的高容量锡基复合材料。本文以柠檬酸和四氯化锡为原料，采用溶胶凝胶法合成了纳米Ｓｎ０２／Ｃ及Ｓｎ０２／Ｓｎ／Ｃ复合材料，此外，还以乙炔黑、纳米Ｓｎ０２和Ｓｎ为原料，采用高能球磨法分别合成了Ｓｎ０２

6、／Ｃ、ＳｎＯ／Ｓｎ／Ｃ和Ｓｎ／Ｃ复合材料，作为锂离子电池负极材料。采用ＸＲＤ、ＳＥＭ、ＴＥＭ、元素分析、拉曼光谱等多种现代材料测试分析手段以及恒电流充放电、ＣＶ等电化学测试技术，系统研究了材料制备的工艺及其参数对所合成材料结构和电化学性能的影响，探讨了影响复合电极材料循环性能的关键因素及其影响机制。研究结果表明，在柠檬酸和锡离子摩尔比为２：ｌ的条件下，凝胶前驱物经５００－８００ｏＣ、氮气气氛中煅烧４小时，均可形成颗粒尺寸为２—３ｎｌＴｌ的超细Ｓｎ０２，其分布于无定形的碳基体中形成Ｓｎ０２／Ｃ复合材料。在５００－８００ｏＣ的煅烧条件下，碳的含量基本保持不变，约为３６－３９ｗｔ

7、．％，当煅烧温度达到９００和１０００ｏＣ时，有部分Ｓｎ０２被碳还原生成了晶体ｓｎ颗粒，且碳的含量相对升高到４９叭．％。随煅烧温度的升高，Ｓｎ０２／Ｃ复合电极的首次充放电容量均降低，其不可逆容量也相应降低，但其首次库仑效率基本不变，约为６年一６９％。在经数十次循环后，各不同温度（６００－８００ｏＣ）下制备的Ｓｎ０２／Ｃ复合电极的容量趋于稳定，经６０次循环后，复合电极的容量保持在３８０－４００ｍＡｒｅｇ。对于较高煅烧温度（９００－１０００ｏＣ）合成的Ｓｎ０２／Ｓｎ／Ｃ复合电极，由于碳的含量及其有序度的增加，电极的首次不