锂离子电池是一种二次电源,具有较长的循环寿命、极高的能量密度、能快速充放电等优势。锂离子电池性能的决定因素在于电极材料。长期以来,商业化锂离子电池的负极材料一般为碳材料,碳材料结构稳定,在充放电过程中体积变化小,但容量理论上限仅为372mAh/g,制约了锂离子电池的发展。近年来过渡金属氧化物因为其比容量高(大于700 mAh/g)、经济环保等优点在锂离子电池负极材料领域异军突起,但其在充放电过程中体积变化严重,降低了电池的循环性能。为了寻求更高性能的锂离子电池,可使用纳米化和结构复合的改性方法。静电纺丝技术是一种利用高压静电为驱动力来制备高分子纳米纤维的方法,所制得的纳米纤维膜有很多的优点,包括底面积大,孔隙率高,吸附能力增强,同时过滤性、粘合性增加,可以吸收更多的液体电解质,加快锂离子在通道中的传送速度。本课题采用静电纺丝技术制备PAN纳米纤维膜,通过加入金属无机盐FeCl3、SnCl2进行改性处理,碳化后即得到金属氧化物/碳纳米纤维复合膜。检测上述纤维膜多项性能参数,并组装成纽扣电池,测试相关电池性能。首先制备PAN纳米纤维膜,比较不同纺丝速率、纺丝电压和PAN浓度下制备的PAN纳米纤维形态确定较佳的纺丝参数组合。纺丝原液聚丙烯腈浓度为10%和15%,纺丝流速为0.5ml/h,纺丝电压为20kv时纳米纤维膜的形貌较好。而后在纺丝液中分别加入不同浓度比例的FeC13、SnCl2,用之前所得的较优参数纺出FeC13/PAN、SnCl2/PAN纳米纤维膜,使用SEM形貌结构分析、TGA热重分析、FTIR红外分析、DSC差示扫描量热法分析探究FeC13、SnCl2对PAN纺丝的过程和形貌影响,发现质量分数为3%FeC13与10%PAN共混、5%SnCl2与10%PAN共混的纺丝液制得的纳米纤维膜相貌特征较好,纺锤体较少,纤维直径均匀,较为笔直,并获得了碳化工艺参数。最后取较好的纳米纤维膜碳化制得Fe203/C、SnO2/C纳米纤维膜,采用了扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)、碳含量测试等对其进行了结构和形貌特征的分析。碳化后的Fe2O3/C纤维膜从黄色变成黑色,纤维膜发脆不成片,没有韧性,碳含量下降严重,不适合作为高性能锂离子电池负极材料。碳化后的SnO2/C纳米纤维膜颜色由白色变成黑色,仍保持膜的柔软性,碳含量变化很小,经过充放电性能测试证明其适用于作为高性能锂离子电池负极材料。