鋰離子電池SNO2--FE203基負極材料的制備及電化學性能研究.pdf

1、由于SnO2和Fe2O3具有高的理論比容量、資源豐富和環(huán)境友好型等特點已成為鋰離子電池負極材料研究的熱點。但是由于它們固有的低電子導電性和在充放電過程中產生的巨大體積變化，致使電化學性能不是那么的理想。研究者們認為有兩種辦法可以解決，其一，合成不同形貌的納米結構，如SnO2-Fe2O3納米中空球、SnO2-Fe2O3納米顆粒和具有三維多孔的SnO2-Fe2O3復合膜等，通過改變形貌和顆粒尺寸可以縮短Li+擴散距離以及緩解體積變化;其二，

2、與其他物質復合，如無定形碳、石墨烯、碳納米管以及導電聚合物，這些物質都可以提高SnO2-Fe2O3的導電性以改善倍率性能，還可以緩解在充放電過程中產生的巨大的體積變化。本文將從第二個方法著手，具體研究內容如下:
　　(1)以氧化石墨烯(GO)為還原氧化石墨烯(rGO)的前驅體，SnCl4·5H2O為SnO2的前驅體，F(xiàn)eCl3·6H2O為Fe2O3的前驅體，通過水熱法合成SnO2-Fe2O3/rGO納米復合材料。電化學測試結果顯示

3、,SnO2-Fe2O3/rGO50納米復合材料的電化學性能是最好的。SnO2-Fe2O3/rGO50電極在電流密度160mA/g下，100次循環(huán)后，庫倫效率依然高達98％，放電比容量為5969mAh/g，容量保持率約為70％（與第2次循環(huán)放電比容量相比，852.5mAh/g）;即使在1A/g大電流密度下，依然獲得390.4mAh/g的放電比容量;當電流密度恢復至160mA/g時，放電比容量迅速恢復至493.0mAh/g，隨后穩(wěn)定在640

4、.0mAh/g左右。SnO2-Fe2O3/rGO50納米復合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)性能和倍率性能可歸功于石墨烯的高導電性和大比表面積優(yōu)點。
　　(2)以SnCl4·5H2O為SnO2的前驅體，F(xiàn)eCl3·6H2O為Fe2O3的前驅體，加入酸化多壁碳納米管（MWNTs），通過水熱法合成SnO2-Fe2O3/MWNTs納米復合材料。電化學測試結果顯示,SnO2-Fe2O3/MWNTs50納米復合材料的電化學性能是最好的。Sn02-Fe2

5、O3/MWNTs50電極在電流密度160mA/g下，200次循環(huán)后，庫倫效率依然高達99％，放電比容量為513.0mAh/g，容量保持率約為71％（與第2次循環(huán)放電比容量相比，728.0mAh/g）;即使在1A/g大電流密度下，依然獲得457.9mAh/g的放電比容量;當電流密度恢復至160mA/g時，放電比容量迅速恢復至532.6mAh/g，隨后穩(wěn)定在558.0mAh/g左右。SnO2-Fe2O3/MWNTs50復合材料展現(xiàn)出杰出的電