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《辽宁工程技术大学》 2009年
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Fe对Sn_xCo_y/C负极材料的结构和电性能的影响

李强  
【摘要】:本文重点研究了过度金属元素Fe对锂离子电池锡钴合碳负极材料的结构和电性能的影响。采用固相烧结的方法首先制备SnxCoy/C复合材料,然后制备了SnxCoyFe0.2/C复合材料,在最优体系的基础上制备SnCoFex/C复合材料。 XRD分析发现,在SnxCoy/C复合材料中,Sn2Co/C由CoSn2、CoSn相和少量Sn单质组成;SnCo/C含有CoSn相;Sn2Co3/C含有Co3Sn2相。在SnxCoyFe0.2/C样品中,Sn2CoFe0.2/C由CoSn2、CoSn相和少量Sn单质组成;SnCoFe0.2/C含有CoSn相,少量的Co3Sn2相形成;Sn2Co3Fe0.2/C只含有Co3Sn2相。添加的Fe元素以置换固溶的形式存在,添加Fe元素有助于细化晶粒。在SnCoFey/C样品中随着Fe含量的增大,SnCoFe0.1/C和SnCoFe0.2/C在CoSn主相基础上,新形成Co3Sn2相,随着Fe含量的继续增大先又形成少量FeSn2相以及Co和Sn相。并且随着Fe含量的增加晶粒尺寸也在减小。另外对所有烧结样品进行球磨,晶粒都得到了一步的细化。 电性能测试表明,在SnxCoy/C复合材料中,首次放电容量和首次充放电效率都随着Sn含量的增加,Sn2Co/C样品的首次放电容量和首次充放电效率最大,分别为551mAh/g和77.5%;而循环性能则随着Sn含量的增加而减小,其中Sn2Co3/C的循环性能最好,经过25次充放电后,放电容量保持了首次放电容量的88.4%;在SnxCoyFe0.2/C样品中,电性能与SnxCoy/C样品的电性能规律类似,Sn2CoFe0.2/C首次放电容量和首次充放电效率最大,分别为565mAh/g和86.7%;而循环性能则随着Sn含量的增加而减小,其Sn2Co3Fe0.2/C的循环性能最好,经过25次充放电后,放电容量保持了首次放电容量的90.9%。与SnxCoy/C相比,添加Fe后,放电容量、充放电效率和循环性能均有提升。在SnCoFey/C样品中,随着Fe含量的增加,SnCoFex/C的首次放电容量和充放电效率呈现先增加后减小,SnCoFe0.3/C的首次放电容量和充放电效率接近最大值,分别为359mAh/g和74%,经过25次充放电后放电容量保持了首次放电容量的91.4%。
【学位授予单位】:辽宁工程技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TM912

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【参考文献】
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