锂离子电池锡负极材料的制备及力学行为分析.pdf

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1、分类号密级太原理工大学硕±学位论支题目裡离子电池锡负极材料的制备及力学行为分析ＴｈｅＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｒｏｅｒｔｙｏｆＴｉｎＢａｓｅｄＡｎｏｄｅ—．ｐＷ央又并列述目Ｍａ化ｒ－ｉａｌｓｆｏｒＬｉ化ｉｕｍｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ研究生摧名叶審本：■学号：２０Ｕ５１０９５２专业：力学巧究方向链电池负板材料：；导师姓名：郭美卿护职称：副教授学位提予单位：太原理工大学论文提交日期２０１

2、６／６？地址：山西太原太原理工大学靑明：，本人郑重芦明所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下独立进行研究所敢得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论义＇不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的硏究做出重要贡献的个人和集体，巧Ｂ在文中政巧确方式标明。本声巧的法律责任由本人承担。。１’：Ｃｉ论文作者签名：气毛业日期少巧关于学位论文使巧权的说明本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部口送交学位论文的原件与复

3、印＾件１；霞学校可乂采用影巧、缩巧或其它复制手段复制并保存学信仑丈；感学校可允许学位论丈被查闽或借阅；④学校可总学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；？学校可Ｗ公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论艾在解密后遵守此规定）。＾八／？．／抑签名；么业日期：叮－喔名鮮ｒ加心太原理工大学硕±研究生学位论文裡离子电池锡负极材料的制备及力学行为分析摘要随着新能源电动汽车等的迅速发展，对裡离子电池的容量提出了更高＾。的要求目前商业化的石墨负极材料由于其比容量较低，无法满足这日益

4、增长的要求。锡基材料因具有较高的比容量受到极大关注。然而，锡电极在充放电循环的过程中伴随着巨大且不均匀的体巧膨胀，引起活性物质的粉。ｎ化和剥落，导致电池容量和循环寿命急剧衰减本文设计了中空Ｓ颗粒和Ｓｎ／Ｃ／ＰＶＡ纳米纤维复合材料，利用内部中空结构、协调碳材料和高分子材。料柔性减缓循环过程中体巧膨胀，提高负极循环稳定性１ｎ中．利用还原法／电流置换法制备了Ｓ空纳米颗粒，并将其用于裡离子电池负极研究。透射电子显微镜（ＴＥＭ）、扫描电子显微镜（ＳＥＭ）、Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）表征了样品的微观形貌、结构和

5、组成，证实了中空结构的形，１８０ｎｍ。成，且中空锡纳米颗粒的粒径分布均匀平均粒径约为电化学测１００试表明，中空Ｓｎ纳米颗粒具有良好的循环性能，循环次后，其比容量—１３７７９ｍＡ、仍保持在．ｈｇ，而实屯訊纳米颗粒比容量仅为５０ｍＡｈｇ人表明纳米颗粒内部中空结构能够缓解负极体巧膨胀，显著提高了Ｓｎ负极的循环性能。２＾，，．基于中空结构锡活性材料建立了维应为模拟的理论模型分析了嵌裡过程中的应为分布及变化趋势。结果表明，中空结构能够极大缓解活性Ｉ太原理工大学硕±研究生学位论文材料的

6、应为。３．利用静电纺丝法制备了Ｓｎ／Ｃ／ＰＶＡ纳米纤维，并将其用于裡离子电池负极研究。ＳＥＭ和ＸＲＤ表征了样品的形貌、结构和组成，证实了纳米纤维的形成。电化学测试表明，Ｓｎ／Ｃ／ＰＶＡ纳米纤维具有良好的循环性能，循环＇ｌ、１００次后，其比容量仍保持在４７１ｍＡｈｇ，而实屯訊纳米颗粒比容量仅为＇ｉ５０ｍＡｈＳｎ负极体巧膨ｇ，表明纳米颗粒与碳材料和高分子复合能够缓解。胀，显著提高负极的循环性能关键词：裡离子电池负极，锡纳米颗粒，电流置换法，应为分布ＩＩ太原理工大学硕±研究生学位论文

7、ＴＨＥＦＡＢ民１ＣＡＴＩＯＮＡＮＤＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＰＲＯＰＥＲＴＹＯＦＴＩＮＢＡＳＥＤＡＮＯＤＥＭＡＴＥ民ｌＡＬＳＦＯＲＬＩＴＨＩＵＭ－ＩＯＮＢＡＴＴＥ民圧ＳＡＢＳＴＲＡＣＴｍｅｎｔｏｆ化ｅ１地ｉｕｍ－Ｗｉ化化ｅｒａｉｄｄｅｖｅｌｏｎｅｗｅｎｅｒｅｌｅｃｌｘｉｃｖｅｈｉｃｌｅｓｉｏｎｐｐｇｙ，ｂａｔｅｒｙｗａｓｐ山ｆｏｒｗａｒｄｈｉｇｈｅｒｒｅｑ山ｒｅｍｅｎｔｓｏｎ化ｅｃａｐａｃｉｔｙ．Ｔｈｅｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｒａｈｉｔｅａｎｏｄｅ

8、ｍａｔｅｒｉａｌｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｌｏｗｓｅｃｉｆｉｃｃａａｃｉｔｈａｖｅｂｅｅｎｕｎａｂｌｅｔｏｇｐｐｐｙ，ｍｅｅｔｔｈｉｓｒｏｗｉｎｄｅｍａｎｄ－．Ｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｈｉｈｓｅｃｉｆｉｃｃａａｃｉｔｔｉｎｂａｓｅｄｇｇｇｐｐ