锂离子电池纳米结构负极材料的研究

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1、新疆大学硕士学位论文锂离子电池纳米结构负极材料的研究姓名：靳永利申请学位级别：硕士专业：物理化学指导教师：李娟20070601新疆大学硕士毕业论文摘要由_丁-锂离子电池采用锂离子存贮材料取代金属锂，改善了锂电池由丁：枝晶生成所造成的安全隐患及循环性能差的缺点，并保留了锂电池高电压的优点，同时还兼具能量密度大，重量轻，体积小，循环寿命长，无记忆效应，环境友好等优点，近来发展较快。本论文就锂离子电池负极材料锡氧化物和尖晶石Liiri5012及其与碳纳米管的复合电极材料进行了研究。主要工作分为以下两部分：(—)本部分采用水热法制备了纯相SnO和Sn02纳米负极材料，采

2、用水热法制各了不同摩尔比的SnO／MWCNTs和Sn02／MWCNTs纳米负极材料。运用x射线衍射(XRD)、。红外光谱伊nR)和透射电镜frEM)及电化学性能测试对台成材料进行表征和电化学性能研究。主要内容如下：1．纳米SnO和SnOz电极材料水热法合成、表征和电化学测试。x射线衍射谱图分析可知，SnO为Romarchite．Syn型，Sn02为锡石型。TEM测试表明产物为纳米结构。电化学测试表明水热法合成过程中加入PEG-400制各得到的SnO和SnO：负极材料的循环性较未加PEG-400制备得到的SnO和Sn02要好。2．水热法合成不同摩尔比的纳米SnO／

3、MWCNTs复合电极材料。x射线衍射谱图表明水热法成功合成了纳米SnO／MWCNTs复合材料。TEM测试表明复合材料中的SnO为纳米棒，并均匀附着在MWCNTs表面，屯化学测试表明碳纳米管的加入可以改善SnO的电化学性能。3．水热法合成不同摩尔比的纳米SnOz／MWCNTs复合电极材料。x射线衍射谱图表明水热法成功合成了纳米Sn02／MWCNTs复合电极材料。TEM测试表明复合材料中的Sn02为纳米粒子，大部分均匀附着在MWCNTs表面，少量进入MWCNTs管内，电化学测试表明复合材料的循环性能较好。(--)本部分采用微波法成功制备尖晶石Ij4Ti5012，并在

4、此基础上研究对其进行多壁碳纳米管的复合改性。采用X射线衍射(Ⅺ①)、红外光谱(FTIR)和透射电镜CrEM)系统地研究了微波功率、辐射时间、锂源和反应物配比对台成U耶50。：的影响，并采用电化学测试新疆大学硕士毕业论文手段研究了微波法合成瞌Ti50。：的电化学性能。主要内容如F：1．在功率为500W和700W，时间为10rain和15min，分别以LiOH·H20和Li2C03为锂源(锂源过量8％)探讨微波法合成纳米尖晶石U脚50-：电极材料的条件。对样品进行XRD和FTIR测试分析，发现在700W，15rain条件下可以合成较纯的尖晶石Li4TisOl2，但由

5、于锂源过量，合成样品中有少量Li2Ti03生成。TEM照片表明合成的样品为30rim左右的纳米粒子。对以Li2C03为锂源在功率500W和700W，15rain条件合成的样品进行电化学测试，合成的样品具有良好的循环性能。2．以LiOH·}t20和Li2C03为锂源，微波法合成纯相尖晶石结构lj4啊5012电极材料。反应条件为功率700W，时间为15min。样品的XRD和FrlR测试分析表明，在此条件下可以合成纯相尖晶石“41、；O。TEM照片表明合成的样品为小于50nm左右的纳米粒子。分别对在此条件合成的样品在不同电流密度下进行电化学测试，结果表明合成的样品具有

6、良好的循环性能。3．微波法台成不同摩尔比尖晶石结构“4Ti5012／MWCNTs复合电极材料。反应条件为在功率700W，时问15min，以Li，．C03为锂源。关键词：锂离子电池纳米负极材料锡氧化物U币50。2碳纳米管新疆大学硕士毕业论文AbstractInsteadoflithiummetal，lithium-storagematerialswereadoptedasnegativeelectrodematerialsinlithium-ionbatteries，thehiddeninsecurityandpoorcyclicperformancecaused

7、bytheformationoflithiumcrystallinehadbeenimproved，andthehigll-voltagemeritoflithiumbatterieswasremainedaswell．Atthesametime，thelithium-ionbatteriespossessedotheradvantagessuchashi咎energydensity,littleweight，smallvolume，longcycle-life，littleeffectofmemoryandbetterenvironmentbenefitset

8、c，sothelithi