纳米SnS/C复合物作为锂电池负极材料的研究

采用高能球磨法制备了纳米SnS/C复合材料,通过XRD、SEM和TEM等结构和形貌实验表明可以通过高能球磨法直接合成SnS纳米颗粒,并实现碳的均匀包覆。恒流充放电实验显示SnS/C复合材料的可逆比容量为1 107m Ah/g,达到理论比容量的97.4%,基本实现可逆的转化反应和合金化反应。这种材料在800 mA/g的电流密度下仍能达到854 m Ah/g的可逆比容量,显示了高的倍率性能。这些优异的电化学性能主要由于通过电化学还原反应生成的纳米Sn具有高的电化学活性。以及生成物Li2S的隔离作用和导电碳网络的缓冲作用,有利于保持材料结构的稳定和电化学反应的可逆进行。这种高性能纳米SnS/C复合材料为高比能锂离子电池的发展提供了可选体系。

水热法制备Sn/C球复合材料及其电化学性能

以葡萄糖为碳源,锡酸钠为锡源,通过水热法制备Sn/C球复合材料。结果表明：样品的XRD峰均出现Sn的特征峰,Sn/C球尺寸为100 nm左右,粒径为10~30 nm的Sn颗粒被均匀地包覆在厚约30 nm的碳层中。考察不同水热时间对复合材料电化学性能的影响,水热时间6 h,烧结温度700℃,烧结保温时间2 h时,复合电极材料具有较高的可逆容量,首次可逆比容量为553.3 mAh/g,首次放充电（嵌脱锂）效率为74.7%,经100次循环后,充电比容量保持在500.2 mAh/g,循环效率为99.9%,具有较好的循环性能。

锂离子电池Sn-Co-C复合材料的制备及性能

以金属锡粉(Sn)、金属钴粉(Co)和乙炔黑为主要原料,综合利用固相烧结和高能球磨的方法制备出Sn-Co-C复合负极材料,采用XRD、SEM、EDS和恒电流充放电等技术对材料进行了表征和电性能测试.实验结果表明:高能球磨处理后,Sn-Co-C复合材料颗粒尺寸减小,首次放电容量显著提升,为476.8 m Ah/g;经过30次循环后可逆容量仍保持在394.4 m Ah/g.

化学还原-球磨法制备Sn-Co-C负极材料

采用化学还原法得到纳米级Sn-Co粉末,再经过与硬碳粉混合球磨得到Sn-Co-C复合粉体.复合粉体与锂片组成模拟电池,首次放电比容量为558.4 mAh/g,首次充电比容量为338.5 mAh/g;循环30次后,放电比容量保持在348.2 mAh/g,保持率为62.4%;充电比容量保持在335.4 mAh/g,保持率为99.1%.充放电比容量较硬碳提高3倍左右.

Sn_(0.35-0.5x)Co_(0.35-0.5x)Zn_xC_(0.30)复合材料的制备及电化学性能

采用固相烧结和球磨相结合的方法制备了锂离子电池负极复合材料Sn_(0.35-0.5x)Co_(0.35-0.5x)Zn_xC_(0.30)(摩尔分数x分别为0,0.05,0.10,0.15和0.20),考察了Zn添加量对材料结构和电化学性能的影响。烧结粉末样品的XRD分析表明,随着Zn含量的增多,在CoSn主相基础上,先形成少量CoSn_2相,随后形成少量Co_3Sn_2,Zn和Sn相。大部分Zn原子固溶于CoSn相。电性能分析表明,随着Zn含量的增加,首次放电容量和充放电效率都呈现先增加而后趋于稳定的趋势,当x=0.15时,首次放电容量和充放电效率都接近最大值,分别为343 mA·h/g和73.8%;经过25 cyc充放电后放电容量保持了首次放电容量的87.6%。这表明Zn原子固溶引起的晶格畸变和多种相生成导致相界数量的增多,加快了Li^+动力学扩散速度,从而显著改善了电化学性能。选择烧结粉末样品Sn_(0.275)Co_(0.275)Zn_(0.15)C_(0.30)进行球磨,晶粒和颗粒的细化使样品的放电容量显著提升,但对首次放电效率和循环性能改善不明显。

电沉积制备锡钴碳复合负极材料的结构与性能

采用电沉积法把Sn、Co原子沉积在硬碳颗粒上得到Sn-Co-C复合负极材料,然后球磨。XRD分析表明复合粉体由Sn、Co2C、CoSn2和C组成。电子探针测试表明试样中Sn、Co、C原子分数分别为2.9145%,0.6921%,95.3879%。SEM观察显示,锡钴粒子尺寸为50～100nm,沉积在片状的硬碳颗粒上。试样与锂片组成模拟电池,首次放电比容量为551.5mAh/g,充电比容量为309.4mAh/g。循环50次后放电比容量仍保持在319.6mAh/g,充电比容量保持在281.6mAh/g。交流阻抗测试表明,在第一次放电后形成了固体电解质层膜,但循环一次后消失。

化学还原-球磨法制备Sn-Co-C锂离子电池负极材料的性能

采用化学还原法得到纳米级Sn-Co粉末,再经过与硬碳粉混合球磨得到Sn-Co-C复合粉体。能谱测试表明,样品Sn、Co、C原子分数分别为3.89%、1.47%、94.64%。SEM观察显示,50－100 nm锡钴微粒附着在片状的硬碳颗粒上。复合粉体与锂片组成模拟电池,首次放电比容量为558.4 mAh/g,首次充电比容量为338.5 mAh/g。30次循环后,放电比容量保持在348.2 mAh/g,保持率为62.4%;充电比容量保持在335.4 mAh/g,保持率为99.1%。充放电比容量较硬碳提高3倍左右。由分析放电曲线可知,第一次放电后在电极表面形成了固体电解质界面膜（SEI）膜,循环一次后该膜消失。