电化学沉积合成锡基合金薄膜及其作为锂离子电池负极材料的研究

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1、合肥工业大学硕士学位论文电化学沉积合成锡基合金薄膜及其作为锂离子电池负极材料的研究姓名：戴俊申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：张大伟;张卫新20090301电化学沉积合成锡基合金薄膜及其作为锂离子电池负极材料的研究摘要锂离子电池由于其优异的电化学性能和安全无公害等特点，广泛应用于储能电池的产业中，成为各国研究者竞相研究的热点。本论文结合目前锂离子电池电极材料的研究热点，分别对Sn基合金负极材料和Mn基正极材料进行了研究，系统地探索一些相关电池体系的物理化学性能，并给出了合理的解释，从中得出相应结论，为它们的

2、实际应用提供了理论基础。本论文的主要内容和结论如下：(1)论文采用电化学沉积的方法合成了Ni—Sn合金薄膜，并对其作为锂离子电池负极材料的电化学性能进行了研究，同时对沉积集流体、电镀液、沉积条件和高温淬火等因素对Ni．Sn合金薄膜的电化学性能的影响进行了优化。研究结果表明，电化学沉积方法得到的Ni．sn合金薄膜是～种由单质Sn和Ni3Sn组成的复合薄膜。泡沫镍作为沉积集流体可以缓解其在电化学循环过程中的体积膨胀，提高了电化学循环性能；电镀液中不同添加剂的加入可以提高或降低Sn的沉积电位，相应地降低或提高Sn在合金中

3、的沉积比例，影响其电化学性能；提高沉积温度可以提高了Ni．Sn合金薄膜的循环性能；高温淬火可以提高Ni—Sn合金的结晶性，提高合金与基体的结合度，从而提高合金的电化学性能。(2)采用与研究Ni—Sn合金相同的方法，本论文对Co．Sn合金的电化学沉积制备和电化学性能也进行了研究。研究结果表明得到的Co—Sn合金薄膜由单质’'Sn、C03Sn2和p．C03Sn组成。电化学性能测试表明Co．Sn合金薄膜也表现出MxSnv．Sn特有的电化学特性，进一步证明了MxSnv．Sn的充放电机理。(3)采用喷雾热解的方法合成了单相尖

4、晶石LiMn204的颗粒，研究结果表明用这种喷雾造粒的方法可以得到颗粒细小、均匀的LiMn204粉体，其组装的电池具有良好的电化学容量和循环性能。(4)采用固相法合成了LiNio．5Mnl．504正极材料，研究了锂盐的过量，烧结温度等因素对材料电化学性能的影响，优化了材料的合成条件。关键词：锂离子电池，负极材料，锡基合金，电化学沉积，LiMn204，LiNio‘5Mnl．504Tinbasedalloyfilmssynthesizedbyelectrochemicaldeoosititandm；edasanodem

5、aterialsfcLi．ionbatterie：deOosltnonannseasanoematerlalSloratterlesl-AbstractThedemandoflithiumionbatteriesasapowersupplyforportableelectricdeviceshassteadilyincreased，andthedevelopmentoftheLi-ionbatteriesimpulsesresearcherstoexploresomenewpossibleelectrodemate

6、rials，improvingtheperformancesoftheLi—ionbatteries．BasingontheresearchemphasesofLi-ionbatterymaterials，thisdissertationmainlyincludestwoparts，i．e．SnbasedalloyanodematerialsandMnbasedcathodematerialsforLi—ionbatteries，respectively．(1)InthispapertheNi—Snalloyfil

7、melectrodesonCufoilweresynthesizedbyelectrochemicaldeposition．TheirelectrochemicalperformancesinLi—ionbatterieswerestudied，andthesynthesisconditionsofNi-Snalloyfilmelectrode，suchasthesubstrates，electroplatingsolution，electroplatingconditionsandheat—treatedtech

8、nology,werealsooptimized．TheresultsshowedthatNi-Snalloyfilmswerecomposedofdual-phaseSn／Ni3Sn，andtheyshowedsteadyelectrochemicalperformances．ThefoamedNiwasbeneficialtoimprovethecycl