Cu对Sn-Co/C复合材料结构和电化学性能的影响

分别以单质Cu粉和CuCO3.Cu(OH)2为Cu源,采用固相烧结法制备锂离子电池Sn-Co-Cu/C复合材料,利用SEM、XRD和电池程控测试仪研究Cu对材料结构和电化学性能的影响。结果表明:Sn-Co/C复合材料由CoSn相和微量CoSn2组成,添加Cu粉或CuCO3.Cu(OH)2的Sn-Co-Cu/C均由大量CoSn、α-Co3Sn2和少量CoSn2组成;添加的Cu固溶于Sn-Co合金,使颗粒细化,同时比表面积也增大。添加Cu粉和CuCO3.Cu(OH)2的Sn-Co-Cu/C的首次充电、放电容量分别为467、319 mA.h/g和489、326 mA.h/g,经过40次循环后容量保持率分别为83.4%和86.8%;添加Cu导致多相的形成以及颗粒的细化,增加了Li+的扩散通道和增强了材料的结构稳定性,从而显著改善了材料的电化学性能。

Fe对Sn_xCo_y/C负极材料电性能的影响

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SnxCoy/C和SnxCoyFe0.2/C(x:y分别取2:1、1:1、2:3),考察了Fe对SnxCoy/C复合材料结构和电化学性能的影响。XRD分析表明,对于未添加Fe的烧结样品,x:y=2:1体系由CoSn2、CoSn相和少量Sn单质组成;x:y=1:1体系由CoSn相组成;x:y=2:3体系由Co3Sn2相组成。添加Fe以后,在x:y=2:1和2:3体系的物相都未发生改变,而x:y=1:1体系有新相Co3Sn2生成。并且XRD计算还表明,Fe的添加有助于晶粒细化。另外,对所有烧结样品进行球磨会使晶粒进一步细化。电性能分析表明,对于未添加Fe的球磨样品,首次放电容量和首次充放电效率都随着Sn含量的增加而增加,而循环性能则随着Sn含量的增加而减小。添加Fe的球磨样品,与未添加Fe的样品相比,首次放电比容量、充放电效率和循环性能都增大,并且添加铁的球磨样品的首次放电容量和充放电效率随着Sn含量的增加而增加,Sn2CoFe0.2/C的首次放电比容量和充放电效率最大,分别为565mAh/g和86.7%;而循环性能随着Sn含量的增加而减小。其中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%。