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随着汽车工业和电子工业的飞速发展,新能源锂电行业进入了高速发展时代。目前,石墨仍是商业化锂离子电池的主要阳极材料,但其低比容量已逐渐不能满足市场需求。故未来锂离子电池的研究重点将朝着高库仑效率、高能量密度和低成本方向发展。SnO2因其高能量密度、优异的安全性能以及新颖的转换机制而从众多阳极材料中脱颖而出。作为替代碳材料的潜力金属氧化物,SnO2的标准比容量高达782 mAhg-1。但是,其作为阳极材料也存在金属氧化物的共有缺陷,如导电性能差、体积膨胀率大等,导致其电化学性能未达到理想值。针对上述问题,本文分别采用稻壳和玉米秸秆作为原材料制备无定形碳,既降低实验成本,又减轻环境污染。无定形碳作为SnO2附载的基体,可降低因体积膨胀等缺陷带来的负面影响。本文对相应材料进行物理表征及电化学性能测试,主要研究内容与结论如下:(1)通过碱煮活化的方法对稻壳进行处理,得到碳前驱体—稻壳纤维素。通过改性Hummers法制备氧化石墨。采用一步水热法处理氧化石墨、稻壳纤维素和SnCl2·2H2O,从而获得特殊多级结构的稻壳碳@SnO2@石墨烯复合材料。探究不同水热条件和不同煅烧温度对复合材料电化学性能的影响。测试结果表明,当水热时间为36 h,煅烧温度为500℃时,复合材料电化学性能最佳。在0.2C倍率下循环100圈后,其放电比容量能稳定到1206.9 mAhg-1,远超过SnO2的标准比容量。(2)通过固相活化的方法对玉米秸秆进行处理,得到玉米秸秆碳。采用水热法使SnO2原位沉积在玉米秸秆碳上,从而获得三维复合材料。通过探究不同水热条件和不同质量比对复合材料形貌及电化学性能的影响,获取最佳工艺参数。当水热温度为180℃,玉米秸秆碳与SnCl2·2H2O质量比为1:1时,复合材料的孔隙结构更丰富、电化学性能更优异。在0.2C倍率下循环100圈后,其放电比容量高达691 mAhg-1。(3)以玉米秸秆碳和氧化石墨作为碳源,通过一步水热方法,制备三维玉米秸秆碳-SnO2-石墨烯复合材料,对复合材料进行物理表征并测试其作为阳极材料时的电化学性能。在0.2C倍率下循环100圈后,其放电比容量高达978.7 mAhg-1。在5C的高倍率下循环1000圈后仍能达到232.5 mAhg-1的高比容量,展现出优异的循环稳定性能。