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《华中师范大学》 2011年
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锡基多元合金负极材料的电化学性能研究应用

贺婷  
【摘要】:从工业革命以后,电池工业一直以惊人的速度发展着。这种急速的发展状况以及对于电池的越来越严格的性能要求,早就构成了对于电池产业的挑战。面对这一严峻挑战,来自电池材料自身理论上的限制和电池实践生产中的限制都有可能成为电池更新换代的障碍。尽管如此,电池体系还是得到了显著的发展。 锂离子电池的市场连续稳定地扩大着。锂离子电池相对于其他的电池具有许多突出的优势,如更高的比容量,更轻、更薄、更清洁更环保,使得它自从诞生以来,已经成为了市场上综合性能最好的电池体系。从锂离子电池的发展来看,锂离子电池的负极材料的研究对于锂离子电池的产业化起到了决定性的作用。市场上主要以碳材料作为锂离子电池的负极材料,但是碳材料存在着首次循环效率低、比较低的质量比容量,有机溶剂的嵌入等缺点,这些都迫切地要求着科学研究者们对于高质量比容量的非碳负极材料进行开发。 本论文首先在第一章绪论中简要地介绍了有关锂离子电池的发展史、锂离子电池的原理、锂离子电池对负极材料的要求以及负极材料的研究进展等,然后着重介绍采用简单有效的高能球磨法制备了一系列的锡基多元合金负极材料,结合XRD衍射图谱和SEM扫描电子显微镜的照片等,分析了锡基多元合金负极材料的物相组成,通过测试它们的电化学性能,分析首次充放电的质量比容量、首次循环性能等特点。 (1)在氩气保护下高能球磨法制备Sn1.8SiFeBio.18Zno.o18合金负极材料,测试其作为锂离子电池负极时的电化学性能,探讨了压力大小对于电极极片的电化学性能的影响。通过试验我们发现,6MP压力下得到的合金Sn1.8SiFeBio.18Zno.o18的电极片的电化学性能要比4MP压力下得到的电极片的性能好得多。6MP压力下,合金Sn1.8SiFeBio.18Zno.o18电极片的首次放电的质量比容量为527.3mAh/g,首次库伦效率为67.4%,20次循环后的库伦效率为92.6%,表现出了良好的循环性能。 (2)在氩气保护下高能球磨法制备Sn15Ni5Zn合金负极材料,测试其作成锂离子电池负极时的电化学性能。 (3)在氩气保护下高能球磨法制备Sn15Sb1.5Bi1.5Cu10Al3.3合金负极材料,测试其作成锂离子电池负极时的电化学性能。试验显示,SnSbBiCuAl—B的首次放电质量比容量达到了813mAh/g,首次充电质量比容量为518.1mAh/g,库伦效率为63.7%;SnSbBiCuAl—A的首次放电的质量比容量为327.5mAh/g,并且首次充电时电极片就破裂,而电极片SnSbBiCuAl—B只是比SnSbBiCuAl—A多球磨8h,其电化学性能大幅度提高。
【学位授予单位】:华中师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TM912

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