Ni复合锂离子电池负极材料的制备及其电化学性能.pdf

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1、第22卷第4期中国有色金属学报2012年4月Vb1．22No．4TheChineseJournalofNonferrousMetalsApr．2012文章编号：1004-0609(2012)04—1147．09SnO2／Ni复合锂离子电池负极材料的制备及其电化学性能陈轩，刘继强，高明霞，刘永锋，潘洪革(浙江大学材料科学与工程学系，杭州310027)摘要：采用机械球磨法将纳米SnO2和Ni粉末复合，作为锂离子电池负极材料。采用XRD、SEM、TEM和EDS分析球磨过程中材料结构和形貌的变化。对SnO2／Ni复合负极材料

2、的首次库仑效率、循环稳定性及CV曲线等进行测试分析。结果表明：将复合粉末球磨适当时间后，SnO2和Ni可形成结合充分、颗粒尺寸细小、分布均匀的复合材料；SnO2和Ni的复合可有效提高SnO2的首次库仑效率和循环稳定性；SnO2／Ni复合负极材料的循环稳定性随球磨时间的延长而增加，但电极的首次库仑效率随球磨时间的延长呈先增加后下降的趋势；Ni的引入有效减小了SnO2在首次充放电循环过程中生成Li2O的不可逆反应程度，并在随后的循环过程中部分以Li一0化合物的形式进行可逆反应。关键词：锂离子电池；负极材料；球磨；电化学性

3、能中图分类号：TM912文献标志码：AFabricationandelectrochemicalpropertiesofSnO2／NicompositeanodesforlithiumionbatteriesCHENXuan，LIUJi—qiang，GAOMing-xia，LIUYong-feng，PANHong-ge(DepartmentofMaterialsScienceandEngineering，ZhejiangUniversity,Hangzhou310027，China)Abstract：NanoSnO2

4、andNipowderswereball—milledtoformcompositesasanodematerialsforlithiulnionbaRefies．ThestructureandmorphologyofthecompositeswereanalyzedandobservedbyXRD，SEM，TEMandEDS．Theelectrochemicalproperties，includingthefirstcoulumbiceficiency,cycleperformanceandCVcurves，wer

5、etested．TheresultsshowthatSnO2andNicombinetightly,formingSnO2／Nicompositewithsmallparticles．Nano-SnOzparticlesdisperseuniformlyintheNi-basedmatrix．ThecombinationofSn02withNiCanobviouslyincreasethefirstcoulumbiceficiencyandcyclestabilityoftheanode．Moreove~withth

6、eincreaseoftheball-millingtime，thefirstcoulumbiceficiencyofSnO2／Nianodefirstincreasesthendecreases，whilethecyclestabilityalmostincreasesmonotonously．TheintroductionofNicanreduceefectivelytheirreversiblereactionofSnO2andLithatformsLi20andalsofavorspartialLi20tob

7、ereversibleintheformsofLi一0compoundsinthefollowingcycles．Keywords：lithiumionbatteries；anodematerials；ball-milling；electrochemicalproperties自20世纪90年代锂离子电池问世以来，作为商负极材卜引、过渡金属氧化物[4-、Sn基负极材料[8-11】用的负极材料一直主要是碳材料。随着锂离子电池在等作为锂离子电池负极材料具有高达1—2A·h／g或更高能量、长寿命和高功率电池领域需求的不断增

8、加，高的理论容量，因而受到广大研究者的不断重视，但对电极材料性能的要求日益提高。碳负极材料的理论其首次不可逆容量大和循环衰退快等问题亟待解决。容量仅为372mA·h／g，已不能满足要求，因此，高容纳米SnO2具有高达1．8A·h／g的首次放电容量【8]，量锂离子电池负极材料的研究和开发极为迫切。Si基是一种极具发展潜力的锂离子电池负极材料，但其