导读:本文包含了锡基负极材料论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:磷基负极,金属离子电池,红磷-碳复合材料,金属磷化物
锡基负极材料论文文献综述
徐汝辉,姚耀春,梁风[1]（2019）在《磷基负极材料在金属离子电池中的现状与趋势》一文中研究指出新能源汽车的高速发展,对电池材料的能量密度提出更高的要求。磷由于具有比容量高、倍率性好、资源丰富、价格低廉等特性而被视为最具潜力的金属离子电池负极材料之一。针对磷基负极材料在电化学循环过程中存在的体积膨胀率大、循环性能差、导电性差等缺点,将磷与不同材料复合可以提升其电化学性能。本文重点综述了红磷与不同碳材料的复合,复合材料的制备方法、结构设计以及每种复合材料对电化学性能的影响、每种材料的不足及改进措施:天然多孔碳与红磷结合既可保证材料的电化学性能又可控制材料的成本,逐渐成为一种趋势。接着,综述了以红磷为原料制备不同金属磷化物的研究进展,包括不同金属磷化物的晶体结构、制备方法、电化学循环过程中的氧化还原机制以及每种金属磷化物的研究意义:不同金属磷化物用在合适的特定工作环境下可以取得事半功倍的效果。最后,对磷基材料在金属离子电池中的应用前景进行了展望:研究过程以密度泛函理论、第一性原理等手段指导磷基材料的设计,采用真空和超重力等方式对红磷转化加以控制,最终实现对磷基材料大规模、低成本、高安全的应用。(本文来源于《化工进展》期刊2019年09期）
徐辉,仰榴青,尹凡,杨刚[2]（2019）在《无定形碳包覆锡基负极材料的制备及其电化学性能》一文中研究指出氧化锡因其较高的理论比容量颇受关注,在电化学研究应用中,与碳材料复合改性后可作为锂离子电池的负极材料。本文选用五水四氯化锡为锡源,氧化石墨烯和葡萄糖作为碳源,采用简单水解法、水热处理,可以大量合成SnO_2/C复合材料。通过对产物进行结构的表征、微观形貌的分析及电化学性能测试,结果表明,氧化锡纳米颗粒均匀分散于无定形碳之间,复合材料循环100圈后放电比容量为541 mA·h/g。相比于纯SnO_2纳米颗粒,无定形碳能够抑制氧化锡的体积效应,提高材料整体的导电性,同时改善材料的循环稳定性。(本文来源于《储能科学与技术》期刊2019年04期）
吴泽[3]（2019）在《高容量锂离子电池硅氧碳基负极材料的制备及性能研究》一文中研究指出随着新能源汽车的飞速发展,传统锂离子电池已愈发无法满足动力电池对高能量密度及长循环寿命的需求。在众多改进方法中,提升负极材料比容量对提升电池能量密度具有重要意义。石墨作为主流的商业化负极材料,具有电压平台低、循环稳定等优点,但其较低的可逆比容量还无法满足下一代锂离子电池的需求。硅氧碳(SiOC)基负极材料比容量高、结构稳定、循环寿命长,是一种具备商业化前景的负极材料。然而,传统的SiOC基负极材料多为无规则块状材料,活化周期长,大电流充放电性能差,严重制约了其实际应用。本文从调控SiOC材料微观结构出发,制备了低碳含量SiOC微球、纳米Si/SiOC复合材料、二维SiOC/氧化石墨烯复合材料、二维SiOC/石墨纳米片复合材料、叁维大孔SiOC材料及叁维分级多孔SiOC材料,并对其制备方法、结构特征及电化学储锂性能进行了深入研究。以有机硅树脂为原料,经前驱体转化法热解制备SiOC负极材料,研究了热解温度、元素组成及形貌变化对其可逆比容量、倍率性能影响。结果表明,热解温度主要影响SiOC中自由碳相的石墨化程度,当温度较低时(≤600℃),前驱体中有机基团仅发生部分碳化,未能引发Si-O、Si-C键的重排反应,导致产物可逆比容量较低,仅为~24 mAh g~(-1)。当裂解温度较高时(≥800℃),前驱体中支链基团碳化完全,Si、O、C原子重排反应完成,转化为具有“纳米簇”结构模型的SiOC负极材料,在0.05 A g~(-1)电流密度下循环50圈后可逆比容量为~465 mAh g~(-1)。此外,SiOC材料的可逆比容量增长随碳含量的增加而显示出先快后缓的趋势,且循环稳定性随碳含量增加而逐渐提升。为提升SiOC材料电化学储锂性能,采用微乳液法,分别制备了聚苯基(PPSQ)、聚甲基(PMSQ)倍半硅氧烷小球前驱体。由于PPSQ微球的热塑性,热解生成的SiOC材料依旧表现出与块状材料相似性质,可逆比容量、倍率性能未发生明显改善。PMSQ小球的热固性避免了其高温下的玻璃化转变行为,热解产物为亚微米级SiOC小球。与块体材料相比,该负极材料可逆比容量提升显着,在0.5 A g~(-1)电流密度下循环200圈后依旧可达~591 mAh g~(-1),容量保持率为81.6%。但由于其碳含量较低(~13 wt%),材料导电性弱,随电流密度增加容量下降依旧较快,5.0 A g~(-1)时可逆比容量仅为~85 mAh g~(-1)。为提升球形SiOC材料碳含量,抑制PPSQ微球团聚,从而提升球形SiOC材料可逆比容量及倍率性能,在其合成过程中引入纳米Si,起到分散作用,从而成功避免团聚发生。纳米Si/SiOC复合材料在0.5 A g~(-1)下循环500圈后可逆比容量依旧可达~550 mAh g~(-1),容量保持率接近80%。甚至当电流密度提升至5.0 A g~(-1)后,Si/SiOC复合材料依旧可保持~303 mAh g~(-1)可逆比容量。为探究二维层状结构对SiOC材料电化学性能影响,利用PPSQ微球的热塑性,以rGO为基底,诱导其沿石墨烯表面生长,从而合成了片层厚度约为~40 nm的二维SiOC/rGO复合材料。高温还原过程中,部分SiOC被GO中含氧官能团氧化,生成了无法可逆脱嵌锂的SiO_2相,导致材料首效仅为56.4%。但相比块状SiOC,该材料5.0 A g~(-1)时可逆比容量提升近10倍,倍率性能明显优化。以石墨纳米片(层数20-30层)代替rGO作基底,成功避免了热解过程中SiOC材料的氧化,合成的二维SiOC/石墨纳米片(SG)复合材料表现出了较高的首次库伦效率(71.5%)及优异的倍率性能,2.0 A g~(-1)下循环1000圈后,电池可逆比容量依旧维持于~184 mAh g~(-1)。循环伏安测试表明电极反应受扩散过程控制,随CV扫速(υ)增加,SG电极峰电流与υ~(1/2)成正比。GITT测试表明相对无规则块状SiOC,层状SG复合材料表现出了更高的Li~+扩散系数,稳定后分别为~2.9×10~(-12) cm~2 s~(-1)和~1.1×10~(-12) cm~2 s~(-1)。为探究叁维多孔结构对SiOC材料电化学性能影响,通过溶胶-凝胶法与前驱体转化法相结合手段,分别以丙基(P_r SA)、苯基(P_h SA)杂化SiO_2气凝胶为前驱体合成了具有大孔及分级多孔结构的SiOC材料。CV测试表明,大孔SiOC中的高氧含量导致嵌锂过程中生成了不可逆的Li_2O,导致材料首效降低。相比块体SiOC,该材料倍率性能提升显着,尤其是当电流密度≤0.5 A g~(-1)时,依旧可释放超过70%可逆比容量。对于具有分级多孔结构的SiOC材料,dQ/dV曲线表明,由于生成了不可逆的Li_4SiO_4及部分可逆的Li_2Si_2O_5化合物,导致电极首次库伦效率降低,仅为30.9%。但其分级多孔结构暴露了更多嵌锂位点,增强了活性材料利用率,从而材料可逆比容量依旧可达~609 mAh g~(-1)。此外,分级多孔结构还有助于缩短Li~+传输路径,增强电解液渗透,从而进一步提升了材料倍率性能,2.5 A g~(-1)时可逆比容量为~227 mAh g~(-1)。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
陆浩[4]（2019）在《高能量密度锂离子电池硅基负极材料研究》一文中研究指出目前,商业化锂离子电池的常用负极材料为石墨。近年来,随着社会和经济的高速发展,人们对锂离子电池的能量密度提出了更高的要求。而高端石墨的质量比容量已经达到360-365mAh/g,非常接近其理论质量比容量372mAh/g,很难再有较大的提升空间。所以,硅材料由于其更高的理论质量比容量(室温3580mAh/g)而成为极具潜力的下一代高能量密度负极材料。经过多年的发展,目前商业化程度较高的硅基负极材料主要为碳包覆氧化亚硅材料和纳米硅碳材料。本论文则主要研究了不同含量碳包覆、不同颗粒尺寸和不同导电添加剂对氧化亚硅/碳/石墨复合负极材料电化学性能的影响。将四种不同碳包覆量的氧化亚硅单体(5wt%、10wt%、15wt%、35wt%)分别混合石墨得到质量比容量约为600mAh/g的氧化亚硅/碳/石墨复合材料,发现15wt%对应的复合材料具有最优的电化学性能。分析表明15wt%对应复合材料的离子电导较小,使得对应电池的极化和阻抗较小,从而提升了电池的循环稳定性。电池拆解后发现15wt%对应电极表面的SEI更少,且更加平整,我们认为这是造成电池阻抗较小的微观原因之一。将叁种不同颗粒尺寸(2μm、5μm和10μm)的碳包覆氧化亚硅分别混合石墨得到质量比容量约为600mAh/g的硅基复合材料,发现2μm对应复合材料的电化学性能最优。可以确定2μm对应复合材料的电子电导较小是对应电池的阻抗和极化较小的原因之一,但离子电导的影响尚不能确定。电池拆解后的分析结果表明,除电极表面SEI生长情况的优势外,2μm所对应电极的膨胀也较小,说明小颗粒可以更好地释放硅在脱嵌锂过程中体积变化所产生的应力,保护SEI不会反复地破裂和生长,从而提高电极的循环稳定性。将市面上常见的几种导电添加剂加入氧化亚硅/碳/石墨复合材料制备成扣式半电池的负极,讨论对应电池电化学性能的差异,并从极化、阻抗、电极表面SEI和电极膨胀等方面解释了产生差异的原因。我们对更深层次的原因如导电添加剂的形貌特点、分散性、导电性、碳的结晶度、表面的官能团等也进行了一些讨论,但仍有较大的研究空间。如果将导电添加剂按形貌特点分为点、线、面叁类,其对应半电池电化学循环性能由优到劣的次序为科琴黑>乙炔黑>Super-P,单壁碳纳米管>多壁碳纳米管>气相生长碳纤维,石墨烯>KS-6。在硅基负极材料的产业化推进方面,我们已经开发出了可以批量生产和销售的碳包覆氧化亚硅材料和纳米硅碳材料,并且其综合性能与大部分竞争对手相比均具有一定优势。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》期刊2019-06-01）
聂苏[5]（2019）在《钛基负极材料的静电纺丝制备与储钠性能研究》一文中研究指出近几十年来,锂离子电池(LIBs)因其高的能量密度和较长的使用寿命,在日常生活(如电动/混合动力汽车和便携式电子产品)中发挥着重要作用。然而,锂资源有限、成本高的劣势限制了锂离子电池在大规模储能领域的商业化应用。相比之下,由于钠储量丰富和价格低廉,钠离子电池(SIBs)更适合于低成本化的储能设备领域,从而吸引了国内外研究人员的关注。在众多的钠离子电池负极材料中,钛基材料由于具有资源丰富、环境友好等优点而被广泛研究。然而钛基材料宽的能带间隙、差的电子导电性以及偏低的比容量阻碍了其在钠离子电池领域的开发和生产。本论文通过材料结构化设计、复合以及杂原子掺杂等策略,旨在提高钛基负极材料的循环性能以及大倍率性能,主要研究内容如下:(1)首先采用静电纺丝法及煅烧处理制备出锐钛矿型TiO_2纳米纤维,随后通过与氢氧化钠溶液进行水热反应生成具有绒毛状结构的Na_2Ti_3O_7/C复合纳米纤维(Na_2Ti_3O_7/C FNFs)。实验结果表明,具有特殊结构的Na_2Ti_3O_7/C FNFs表现出了较高的比表面积,确保了电极材料与电解液的充分浸润,缩短了Na~+/e~-的传输路径,显着改善了材料的大倍率充放电性能。恒电流充放电测试表明:在1 C(177mA g~(-1))下循环500圈后Na_2Ti_3O_7/C FNFs电极仍保持有110 mAh g~(-1)的可逆容量,即使在50 C大电流密度下超长循环1500次后其放电容量可维持在58 mAh g~(-1)且无明显的容量衰减,展现出了出色的长循环以及大倍率性能。(2)为了提高锐钛矿型TiO_2的比容量,采用简单易行的静电纺丝工艺合成了一种新颖的TiO_2-Sn纳米纤维复合材料(TiO_2-Sn/C NFs)。由于少量金属Sn和TiO_2的协同作用,TiO_2-Sn/C NFs材料兼具了TiO_2的稳定性和Sn的高比容量的优点。不仅大大提高了材料的储钠容量,而且金属Sn纳米粒子的存在明显改善复合材料的导电性。另外对Sn的不同复合量做了研究发现,Sn含量为6.08 wt%的TiO_2-Sn/C NFs-2样品其电化学性能最优。在1 A g~(-1)的电流密度下进行1000此循环后其放电比容量仍高达190.8 mAh g~(-1),容量保持率为94.5%,显示了优异的循环稳定性能。该复合电极材料也呈现了出色的倍率性能,在0.5和4 A g~(-1)下,其放电比容量可以分别保持在214和147 mAh g~(-1)。(3)为了进一步改善锐钛矿型TiO_2电极材料的导电性,以廉价、清洁的尿素为氮源和成孔剂通过静电纺丝法设计并成功制备了氮参杂TiO_2-C复合纳米纤维(TiO_2/N-C NFs)。碳层中氮原子的引入不仅提高了材料的导电性,而且在一定程度上增加了材料的储钠容量,进而显着地提高材料的倍率性能和可逆容量;而大的比表面积不仅可以提供更多的Na~+嵌入活性位点,而且增加了与电解质的接触面积,缩短了Na~+/e~-的传输距离,明显提高了材料的电子导电性。得益于大的比表面积和氮原子的引入,TiO_2/N-C NFs展示出了高可逆容量(0.05 A g~(-1),265.8mAh g~(-1)),出色的倍率性能以及良好的循环性能(5 A g~(-1)下1000次循环后其容量仍维持在118.1 mAh g~(-1))。(本文来源于《湘潭大学》期刊2019-06-01）
马冰洁[6]（2019）在《硅基负极材料的制备及其性能研究》一文中研究指出硅负极材料因其具有较高的理论比容量(3752 mAh g~(-1)),环境友好以及成本低廉受到人们的广泛关注,被视为最有应用前景的下一代锂离子电池负极材料。然而,硅在充-放电过程中巨大的体积膨胀率(>300%)和低的本征电导率会导致电池首次库伦效率低,不可逆容量高,循环稳定性差等问题,严重制约了硅基材料的产业化应用。针对纯Si作为锂离子电池负极材料面临的诸多挑战,本论文主要设计和制备具有不同微观结构的纳米硅及氧化硅材料,并将其复合于具有协同作用的金属及金属化合物和导电性极佳的碳类材料,解决了硅作为负极材料的不足并取得了优异的电化学性能。本文取得的创新性成果如下:(1)采用Fe_2O_3模板、溶胶凝胶法和原位聚合法,制备了SnO_2/C双重包覆的硅基复合材料(HM-Si/SnO_2/C),并系统地研究了包覆层对复合材料结构的维持和电化学性能的影响。结果表明,该复合材料具有良好的介孔空心立方体形态,而这一形貌特有的空腔与丰富的孔隙结构能够有效缓解硅的体积膨胀,包覆在其表面的二氧化锡与无定型碳层可使复合材料具有高体积密度以弥补纳米空心结构的固有缺陷,并在循环过程中增强电子传输速率,进一步提高复合材料的电导率并保持整体结构稳定性。电化学测试表明,HM-Si/SnO_2/C复合材料具有高可逆容量和优异的倍率性能,在电流密度为0.2 A g~(-1),0.01-1.5 V的充放电条件下首次放电比容量高达2685 mAh g~(-1),首次库伦效率为74.3%,循环200次后,放电比容量为1535 mAh g~(-1),容量保持率为82%,在6 A g~(-1)的大倍率电流密度下,其放电比容量仍有858 mAh g~(-1)。(2)采用一步镁热还原法和原位聚合法,制备了由氮掺杂碳层封装的硅/锡中空纳米复合材料(Si-Sn@N-C)。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)及恒流充放电测试等对复合材料进行表征。结果表明,一步法生成的Si-Sn@N-C复合材料具有良好的介孔空心球形态,适宜的内部空腔结构可给予Si较大的空间缓解体积效应,同时Si-Sn复合硅球表面丰富的孔隙通道可有效缩短Li~+及电子的扩散距离,Sn元素的引入可使复合材料发生逐步合金化反应进一步缓冲硅的体积膨胀效应,此外,无定型氮掺杂碳壳层的封装则能在循环过程中增加电子传输速率,促进快速充放电并抑制硅的体积膨胀、粉化等问题,进一步保障了硅的结构稳定性。电化学测试表明,Si/Sn@N-C复合材料具有高可逆容量和优异的倍率性能,在电流密度为0.5 A g~(-1),0.01-2 V的充放电条件下首次放电比容量高达2171 mAh g~(-1),首次库伦效率为77.8%,循环200次后,放电比容量为1246 mAh g~(-1),容量保持率为78%。此外,在8 A g~(-1)的大倍率电流密度下,其放电比容量仍有613mAh g~(-1)。(3)鉴于Si在脱嵌锂过程中巨大的体积效应,采用含有惰性组分的氧化硅基(SiO_x)材料替代单质硅为基体材料,通过引入碳纳米管及二维MoS_2纳米片设计并制备了具有异质双包裹结构的SiO_x/MoS_2-CNTs复合材料,并对氧化硅基的嵌锂机制及包覆层的作用进行了深入研究,电化学测试表明,SiO_x/MoS_2-CNTs复合材料具有良好的循环稳定性,在0.5 A g~(-1)电流密度下循环300圈后仍有798mAh g~(-1)的稳定可逆比容量,容量保持率为81.4%。纯SiO_x样品在同样测试条件下,150圈后仅有206 mAh g~(-1)的放电比容量。同时,二维片状结构MoS_2和具有高导电率的CNTs的协同作用能提供更多的活性位点促进Li~+传输并有效提高材料的电导率,使SiO_x/MoS_2-CNTs复合材料具有高稳定性和高效的电子传输性能,在4 A g~(-1)的高电流密度下时仍可提供413 mAh g~(-1)高的放电比容量。(本文来源于《湘潭大学》期刊2019-06-01）
田宇[7]（2019）在《钠离子电池磷基负极材料的制备与表征》一文中研究指出锂离子电池在近年的化学储能领域一直牢牢占据着主导地位,但锂元素在地壳中的丰度较低,锂、钴等金属的价格一直居高不下,这限制了锂离子电池的进一步大规模应用。钠离子电池有着和锂离子电池相似的充放电原理,且因为其自然储量丰富,价格低廉等优点,成为大规模储能最理想的选择之一。在目前所有已报道的钠离子电池负极材料中,红磷材料具有最高的理论比容量2596 mAh g~(-1)和较低的电压平台,且红磷的化学稳定性好,资源储量丰富,成本低廉,因此红磷是商业化钠离子电池负极材料最有竞争力的候选者之一。但是红磷材料本身的导电性较差(10~-1414 S/cm),在充放电过程中材料的体积膨胀≥500%,这些问题都严重阻碍了红磷作为钠离子电池负极材料的商业化应用,针对以上问题,本文主要在红磷材料的合金化以及纳米化两方面进行了研究。对于红磷材料合金化的研究,我们首先采用简单的球磨法和低温溶剂热法制备了Sn_4P_3/C复合材料,并分别对其进行了微观形貌表征和电化学性能表征,并分析了Sn_4P_3/C材料的充放电反应机理,其中球磨时间30 h时制得的Sn_4P_3/C复合材料比容量为510 mAh g~(-1),循环80次后容量保持率为68%,材料的首次库伦效率为60%,循环叁周后库伦效率稳定在98%以上。通过引入电解液添加剂FEC,对比发现FEC的加入有利于电池生成更加稳定的SEI膜,显着增强了Sn_4P_3/C复合材料的循环稳定性;但较厚的SEI膜同样会使得电荷迁移阻抗增加,降低了Sn_4P_3/C电极的首圈比容量。对于红磷纳米化方法的研究,我们利用导电性高,比表面积和孔隙丰富的硬碳材料作为基体材料,用红磷材料对其进行改性,研究了简单球磨法和蒸发-沉积法制备的RP/HC复合材料的工艺参数,并对制得的磷碳材料进行了结构表征和电化学性能表征。本文利用蒸发-沉积法成功制备出了纳米级的红磷材料,复合材料首次充电比容量为820 mAh g~(-1)循环100圈后比容量仍然有608 mAh g~(-1),容量保持率为74.2%;首次库伦效率为76.7%,循环数圈后库伦效率稳定在98%以上,复合材料获得了远高于传统硬碳材料比容量和首次库伦效率。本文使用普鲁士蓝材料与RP/HC负极组成扣式全电池进行电化学性能测试,全电池在前叁圈的充电比容量分别为131 mAh g~(-1),117 mAh g~(-1),105 mAh g~(-1),充电比容量分别为99 mAh g~(-1),91 mAh g~(-1),84 mAh g~(-1);全电池循环20次后充电比容量为45 mAh g~(-1),充电比容量为40 mAh g~(-1);全电池首次库伦效率为75.4%,数圈后库伦效率稳定在87%以上。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
唐洁[8]（2019）在《锂离子电池纳米硅基负极材料制备及电化学性能研究》一文中研究指出硅基负极材料因其高的理论比容量,低的放电电位及储量丰富等优点,被认为是极具发展潜力的锂离子电池负极材料之一,但其低的电导率及高达300%的体积膨胀限制硅基负极材料的发展。针对上述问题,本文通过制备中空管状结构的纳米硅基材料来缓解其体积膨胀效应,提升其电化学性能。主要的研究内容及结论如下:(1)本文首先采用简单的一锅法制备了长径比可控的SiO_2纳米管,系统考察了不同原料比例及反应时间下SiO_2纳米管的微观形貌。结果表明:随着TEOS加入前反应时间的延长,SiO_2纳米管的长径比有明显增加,随着氯化镍加入量的增加,SiO_2纳米管的长径比呈先增加后减小的趋势。将不同原料比例及反应时间下SiO_2纳米管作为锂离子电池负极材料,考察其电化学性能。表明:SiO_2纳米管的微观形貌主要从长径比,均一性及分散性等方面影响了其的电化学性能,均匀的长径比决定了SiO_2纳米管的放电比容量,而良好的分散性与稳定的结构则直接影响了材料的倍率性能。在N_2H_4·H_2O/NiCl_2为5.75:1,反应时间6h下SiO_2纳米管形貌均一,作为锂离子电池负极材料其首次充电容量为625.5 mAh/g,100次循环后,容量仍保持232.5mAh/g,相对于第二周的容量循环保持率为75.7%。结合倍率性能测试及阻抗测试结果,发现SiO_2纳米管材料的电化学性能要远优于商业SiO_2纳米球,体现出良好的结构优势。(2)对SiO_2纳米管进行包碳改性,以提高其电化学性能。采用甲醛与间苯二酚作为碳源,对SiO_2纳米管包覆不同厚度的碳层。恒电流充放电测试结果表明:包覆少量碳后的SiO_2纳米管电化学性能有明显改善,碳的引入不仅提升了材料的循环性能,同时也促进了其比容量的释放。包碳后的SiO_2纳米管的首次放电比容量达705.3mAh/g,100周容量仍可保持为284.7mAh/g。(3)最后以制备获得的SiO_2纳米管为原料,采用镁热还原工艺制备了Si纳米管并系统的研究了镁热还原的工艺条件。确定了实验的最佳工艺条件为:镁粉与硅的混合方式采用手工研磨30min,石墨舟作为反应容器,升温速度5℃/min,镁热还原后的材料用1mol/L HCl清洗12h。用此工艺条件制备的Si纳米管较商业Si纳米球循环性能都明显有所提升,在100mA/g的电流密度下,材料循环性能有明显提升,100周循环后比容量可达300mAh/g。(本文来源于《贵州大学》期刊2019-06-01）
吴宇凡,周晴,姚林琴,郭宇薇[9]（2019）在《高能锂离子电池SiO基负极材料的改性方法研究进展》一文中研究指出SiO基材料因其高比容量(2600 mAh g~(-1))、相对低的工作电压(<0.5 V)以及自然储量丰富等优点作为锂离子电池负极被广泛研究。然而其本身也存在一些固有的缺陷,例如循环过程中体积效应明显,导电率低等,导致硅基负极材料的电化学性能不够理想。为了克服上述困难,很多改性策略被人们提出,例如减小材料颗粒尺寸,制备复合材料等。本文简要总结了最新的相关改性研究,以便对SiO基材料未来的改性研究提供一定的指导。(本文来源于《山东化工》期刊2019年10期）
郑捷[10]（2019）在《锂/钠离子电池负极材料锡基硫化物的制备与电化学性能研究》一文中研究指出锂离子电池是目前使用最广泛的储能器件,也是储能领域最受关注的研究热点。负极作为电池的关键材料,对电池的电化学性能有着至关重要的影响。目前锂离子电池商用负极材料为石墨材料,但石墨材料理论比容量较低,且存在一定安全隐患。此外,传统石墨材料并不适用于钠离子电池,因此亟需寻找能与之匹配的高性能负极材料。基于此背景,研究人员将重点集中在转化-合金型负极材料上。由于具有高的理论比容量和独特的二维层状结构优势,锡基硫化物(SnS_2和SnS)得到了广泛的研究。但由于其在充放电过程中易发生巨大的体积膨胀效应,导致锡基硫化物循环性能极差。因此,本论文的研究工作将致力设计和开发可显着提高SnS_2和SnS在作为锂/钠离子电池负极材料时的循环寿命的有效策略,从而改善SnS_2和SnS的储锂/储钠性能。叁部分研究工作摘要如下:1.提出了一步法烧结合成锂离子电池SnS基负极材料新策略,得到的自支撑式电极,可直接用作负极组装电池。采用低成本,高吸水性滤纸作为碳纸基底前驱体,滤纸经碳化后保留了叁维碳纤维结构,可促进电荷及离子转移;葡萄糖经碳化后形成碳保护层,可抑制SnS在循环过程中的体积膨胀。所得材料在0.5 A g~(-1)电流密度下充放电循环200圈后可逆容量为696.2 mAh g~(-1),在大倍率(2.0 A g~(-1))下可逆容量仍可达到562.3 mAh g~(-1)。该方法简单易行,成本低廉,具有一定的实际应用价值。2.以SnS_2作为研究对象,提出了一种有效延长转化-合金型锂离子电池负极材料循环寿命的新策略。通过对二氧化钛纳米管阵列进行氢气烧结处理,增加其表面氧空位浓度,从而提升SnS_2与TiO_2之间的化学结合力。并在SnS_2表面包覆聚吡咯层以抑制体积膨胀。所得到的H-TiO_2@SnS_2@PPy具有极佳的循环性能,在2.0 A g~(-1)下循环2000圈后可逆容量仍有508.7 mAh g~(-1),容量保持率高达89.7%。结合第一性原理计算结果和实验结果可以证明TiO_2氧空位浓度的增加可促进其与SnS_2的化学结合力,从而大幅延长SnS_2负极材料的循环寿命。3.提出简易有效的一步烧结法合成长寿命SnS_2/叁维氧化还原石墨烯钠离子电池负极材料的新策略。通过对石墨烯表面进行电荷修饰,使其可与SnS_2前驱体溶液中的络合离子以静电作用力结合,以实现SnS_2纳米颗粒在石墨烯网络中的均匀分散。所得到的SnS_2@3DRGO复合材料表现出优异的循环性能和倍率性能。在2.0 A g~(-1)电流密度下循环700圈后,比容量仍保持在401.1 mAh g~(-1),容量保持率达75.4%。在1.0、2.0、3.0和5.0 A g~(-1)电流密度下的可逆容量分别为608.6、540.9、502.7和449.3 mAh g~(-1)。综上所述,本论文工作为制备低成本,长寿命和高容量的锂离子电池与钠离子电池锡基硫化物(SnS_2和SnS)负极材料提供了新的策略和思路。(本文来源于《华南理工大学》期刊2019-05-06）
锡基负极材料论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
氧化锡因其较高的理论比容量颇受关注,在电化学研究应用中,与碳材料复合改性后可作为锂离子电池的负极材料。本文选用五水四氯化锡为锡源,氧化石墨烯和葡萄糖作为碳源,采用简单水解法、水热处理,可以大量合成SnO_2/C复合材料。通过对产物进行结构的表征、微观形貌的分析及电化学性能测试,结果表明,氧化锡纳米颗粒均匀分散于无定形碳之间,复合材料循环100圈后放电比容量为541 mA·h/g。相比于纯SnO_2纳米颗粒,无定形碳能够抑制氧化锡的体积效应,提高材料整体的导电性,同时改善材料的循环稳定性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
锡基负极材料论文参考文献
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[9].吴宇凡,周晴,姚林琴,郭宇薇.高能锂离子电池SiO基负极材料的改性方法研究进展[J].山东化工.2019
[10].郑捷.锂/钠离子电池负极材料锡基硫化物的制备与电化学性能研究[D].华南理工大学.2019