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Co源对SnCo/C负极材料结构和电性能的影响

作 者: 张建斌
导 师: 杨绍斌
学 校: 辽宁工程技术大学
专 业: 材料学
关键词: 锂离子电池 复合材料 锡钴碳 电性能
分类号: TM912
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 19次
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内容摘要


商业化的锂离子电池多以碳作为负极材料。但是随着人们对电池容量要求的不断提高,商业化的电池已经不能满足人们的需求。而Sn基具有比容量高、安全性能好等特点,使得它成为了人们研究的热点。在Sn基引入Co可以提高循环性能,本文以不同的Co源和Sn粉、炭黑为原料,采用不同温度固相烧结后球磨的方法制备锂离子电池负极锡钴碳复合材料,并采用XRD,SEM对复合材料进行了表征,并对材料的电性能进行了测试。在SnCox/C(Cox=Co3O4、CoC2O4、CoCO3),600℃固相烧结体系中,XRD分析发现,SnCo3O4/C体系的主相为SnO2,SnCoC2O4/C体系的主相为SnO2和Sn,SnCoCO3/C体系的主相为Sn。电化学分析表明,当钴化合物为CoCO3时,制备的SnCoCO3/C复合材料的首次脱锂比容量为257mAh/g,首次充放电效率为71.8%,循环25次后容量保持率为65.76%。由于SnCoCO3/C样品具有较高的可逆容量和最佳的循环性能,因此本文优选在SnCoCO3/C材料中添加单质Co,以考察单质Co对材料的结构和电性能的影响规律。在Sn(CoCO3yCo1-y/C(y=1、0.75、0.5、0.25、0.125、0.0625、0),850℃固相烧结体系中,XRD分析发现Sn(CoCO3yCo1-y/C体系的7个样品的主相都是CoSn相。并且他们的主相的晶粒尺寸都小于100nm,均属于纳米晶复合材料。电性能分析发现,随着CoCO3在样品中的摩尔含量的增加,Sn(CoCO3yCo1-y/C样品的首次充放电效率呈现逐渐增加的趋势,SnCoCO3/C最大,达到了64%。随着单质Co在样品中的摩尔含量的增加,Sn(CoCO3yCo1-y/C样品的循环性能呈现逐渐增加的趋势,SnCo/C的循环性能最优,为79.3%。Sn(CoCO30.75Co0.25/C的首次放电容量为297mAh/g,循环25次容量保持率为60%,具有优秀可逆性和较好的循环性

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术(直接发电) > 蓄电池
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