sno_2基负极及硫正极材料的制备与电化学储锂性能研究

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1、SnO2基负极及硫正极材料的制备与电化学储锂性能研究张君婷2016年1月中图分类号：TH145.1UDC分类号：540SnO2基负极及硫正极材料的制备与电化学储锂性能研究作者姓名张君婷学院名称材料学院指导教师曹传宝教授答辩委员会主席曹茂盛教授申请学位工学硕士学科专业材料科学与工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2016年1月4日FabricationofSnO2-basedanodeandsulfurcathodematerialsandtheirelectrochemicallithiumstorage

2、performancesCandidateName：JuntingZhangSchoolorDepartment:MaterialScienceandEngineeringFacultyMentor:Prof.ChuanbaoCaoChair,ThesisCommittee：Prof.MaoshengCaoDegreeApplied:MasterofPhilosophyMajor：MaterialScienceandEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnolog

3、yTheDateofDefence：January，2016研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要锂离子电池是近年来最有潜力的化学能源储存设备之一，其性能的

4、主要取决于电池电极活性材料的储锂能力。作为锂离子电池负极材料，二氧化锡基负极由于其高的理论容量（可达石墨材料的2至3倍）而受到了广泛关注。与此同时，锂硫电池因具有比容量高、价格低廉、资源丰富、环境友好等特点，被认为是下一代高能量密度二次电池领域很有潜力的体系之一。但由于作为活性物质的单质硫及其放电产物导电性差，放电中间产物多硫化锂很容易溶解于电解液中，引起穿梭效应，因此锂硫电池的循环性能和实际比容量受到了很大影响。本文采用微波辅助法制备了二氧化锡/碳纳米管负极材料，并对其形貌、结构和电化学性能进行了探究。同时

5、采用球磨法制备了锂硫电池硫正极活性材料，测试了其电化学性能，并加以对比。具体工作如下：一、采用微波辅助法制备了SnO2/CNT复合材料。该方法合成效率高、反应时间短，并且能够在常压下反应，与传统合成纳米材料的水热法相比具有明显优势。在连-1，与纯SnO续循环80次之后，SnO2/CNT复合材料的可逆容量仍高达710.4mAhg2相比在可逆容量及循环稳定性上有了很大提高。原因是CNT的存在可以在电池充放电过程中吸收机械应力，缓解电极的体积膨胀，从而提高负极材料的电化学性能。二、通过球磨法制备了硫/乙炔黑和不同载

6、硫量的硫/高纯石墨锂硫正极材料。100mAg-1条件下，硫/乙炔黑活性正极材料首次放电容量为1173.1mAhg-1，100次充放电循环之后放电容量维持在495.0mAhg-1，容量保持率为42.2%；硫/高纯石墨活性正极材料首次放电容量为1051.2mAhg-1，100个充放电循环之后放电容量为588.5mAhg-1，容量保持率为56.0%，具有较为优良的循环稳定性。关键词：锂离子电池，二氧化锡，碳纳米管，微波辅助法，锂硫电池，球磨法I北京理工大学硕士学位论文AbstractLithium-ionbatte

7、ries(LIBs)havebecomethepredominantenergystoragesysteminrecentyears.TheelectrochemicalperformanceofLIBsaremostlydependentonthelithiumstoragecapacityoftheelectrodematerials.Asananodematerial,tindioxide(SnO2)hasattractedawidespreadattentionduetoitshightheoreti

8、calstoragecapacity,whcihistwotothreetimesmorethanthegraphiteanodematerial.Meanwhile,lithiumsulfurbatterieshavebeenconsideredasoneofthemostpromisingenergystoragesystemofhighenergydensityofnextgeneration