高比容量锂离子电池锡基负极材料的研究

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1、硕士学位论文论文题目高比容量锂离子电池锡基负极材料的研究研究生姓名张瑞雪指导教师姓名李德成汝坤林专业名称应用化学研究方向锂离子电池负极材料论文提交日期2014年5月高比容量锂离子电池锡基负极材料的研究中文摘要高比容量锂离子电池锡基负极材料的研究中文摘要锡基材料作为一种高比容量锂离子电池负极材料，已经在研究中引起了极大的重视。锡基材料在充放电过程中会发生体积膨胀，甚至发生粉化和脱落，从而使材料的循环性能变差。虽然目前有越来越多的研究者参与到该材料的研究中来，但是锡基材料结构本身存在的缺陷制约了它的快速发展。基于此，我们尝试对锡

2、酸盐材料进行了表面包覆的改性，以抑制其体积膨胀，从而改善该材料的循环性能。1.以葡萄糖为碳源，采用碳热还原法制备了碳包覆锡锰复合氧化物(MTO@C)负极材料。研究发现，包覆上碳层之后，锡锰复合氧化物的循环性能明显得到提高，在循环200次后容量仍保持在409mAh/g，因此，对锡锰复合氧化物进行表面碳包覆有利于改善其循环性能。2.以羧化壳聚糖为碳源，采用碳热还原法制备氮掺杂碳包覆CoSnO3(CoSnO3@N-C)负极材料。研究发现，相对未包覆的CoSnO3材料，该CoSnO3@N-C复合材料表现出了较高的比容量和优异的循环性

3、能，即使经过50次循环，仍能提供650mAh/g的可逆容量。此外，CoSnO3@N-C复合材料也表现出良好的倍率性能。能够得到这么高的可逆容量、良好的倍率性能和循环性能，这主要是锡酸钴和氮掺杂碳层共同作用的结果。关键词：锂离子电池，锡基负极材料，锡酸锰，锡酸钴作者：张瑞雪指导老师：李德成教授汝坤林教授IAbstractTheresearchofhighspecificcapacityTin-basedanodematerialsforlithium-ionbatteryTheresearchofhighspecificcap

4、acityTin-basedanodematerialsforlithium-ionbatteryAbstractTin-basedanodematerialshaveattractedgreatattentionashighspecificcapacityanodematerialsforlithium-ionbattery.Fortin-basedanodematerial,largevolumetricchangeduringduringthecharge-dischargeprocessseverelydamaged

5、itsstructuralandelectrochemicalproperties,resultinginarapidcapacityfading.Atpresent，defectsoftin-basedmaterialstillrestricteditsrapiddevelopment，althoughagrowingnumberofresearchersinvolvedinthestudyoftin-basedanodematerialinthepast.Thefirstthingtoimprovethecyclingp

6、erformanceofthematerialistosuppressthevolumechangesincewehaveknownthereason.Basedonthis，wemodifiedthematerialbycoatingthesurfaceofstannate.1.WeusedglucoseascarbonsourcetopreparecarboncoatedMn-Snmetaloxidecomposite(MTO@C)byhydrothermalreactionandsubsequentcarbonizat

7、ion.WefoundthattheMTO’scycleperformancewasimprovedsignificantlyaftercoatedthecarbonlayer,andthecapacityremainedat409mAh/gafter200cycles.Therefore，thecarbonlayerformedontheMTOcanimproveitscyclingperformance.2.WesynthesizedCoSnO3@N-Cbyasimplehydrothermalreactionofcar

8、boxylatedchitosanandsubsequentcarbonizationapproach.ComparedtothepureCoSnO3material,theCoSnO3@N-Ccompositeexhibitsahighlithiumstoragepropertiesan