碳負載金屬氧化物納米顆粒復合材料的可控合成及其儲鋰性能研究.pdf

1、鋰離子電池作為能源儲存與轉化設備廣泛的應用在移動設備上。電極材料在調節(jié)鋰電池儲鋰性能中的起著重要作用，石墨作為傳統(tǒng)的鋰電池負極材料比容量較低(～372mAh g-1)，不能滿足大容量電池的需要，因此需要開發(fā)具有高比容量的負極材料。金屬氧化物作為鋰電池負極材料的一種比容量較高，而且其合成方法簡單，自然資源豐富，廉價。但是依舊存在不少問題，在充放電過程中不可逆容量較大，鋰離子的反復嵌入脫出易導致電極材料結構發(fā)生破壞以及粉化，使得電池的容量嚴

2、重衰減。為了解決上述出現的問題，將金屬氧化物與導電性物質相結合，同時調控電極材料的微結構和多孔特性可在一定程度上改善電極材料的儲鋰性能和結構穩(wěn)定性。在本論文中我們采用溫和的方法制備了金屬氧化物納米顆粒/碳復合材料，并對所合成材料的鋰電性能進行了研究。本文中提出了一些新的合成思路，具體內容如下:
　　一、以二氧化硅凝膠為模板合成了SnO2/多孔碳復合材料(SnO2@PC)。二氧化硅凝膠將葡萄糖和SnO2納米顆粒固定起來，在一定程度上

3、保證了SnO2納米顆粒的分散性，經煅燒后轉化為SiO2可充當SnO2@PC的模板。所合成的SnO2@PC復合材料為大塊的多孔結構，其比表面積和孔體積分別高達236.22m2g-1和0.505cm3g-1。SnO2@PC用作鋰電池負極材料其首次放電比容量高達1803mAh g-1，在0.5A g-1電流密度下，經過300次充放電循環(huán)后其比容量高達770mAh g-1。
　　二、以殼聚糖和四氯化錫為原料，通過殼聚糖的交聯(lián)和四氯化錫的水

4、解合成了Sn(OH)4@殼聚糖水凝膠，經進一步干燥，煅燒即可得到SnO2@C復合材料。對所合成材料的結構和鋰電性能進行了表征和分析，SnO2@C負極材料展示出極好的循環(huán)穩(wěn)定性。SnO2@C復合材料在0.1Ag-1電流密度下經100次充放電循環(huán)后其容量可達到579.5mAh g-1，容量保持率大于90％。
　　三、以二氧化硅凝膠為模板，采用SnO2@PC類似的合成思路合成了TiO2/多孔碳復合材料(TiO2@PC)，并對所合成材料進