论文部分内容阅读
本文利用溶胶凝胶理论中改变电解质浓度或pH值可以调节胶体聚沉颗粒尺度的原理，借助水热条件下的Ostwald熟化作用，设计出了尺寸可调的SnO2中空纳米球的定向合成路线。分别考察了水热时间、水热温度、硫酸锡的浓度、前驱体中添加剂含量对SnO2中空纳米结构的影响，并证实其反应机理确实为Ostwald熟化。通过改变SnSO4的浓度，可以原位调节溶液的pH值，影响聚沉颗粒表面的双电层厚度，从而可以可控合成海胆状SnO2中空纳米结构(270nm-112nm)。同时，探索了粒径尺寸对于锂电性能的影响:随着粒径尺寸的减少，海胆状SnO2中空纳米结构的首次放电比容量有着明显的提高（从492.4mAh/g到841.1mAh/g），还能够有效的缓解其循环过程中的衰减情况（从86.4mAh/g到205.6mAh/g）。 通过控制水热温度(180℃)、水热时间(12h)、前驱体中葡萄糖的添加量(0-12g)，我们合成了SnO2@C纳米复合材料，该材料是由无定形碳包覆的SnO2@C纳米颗粒组成的。通过改变前驱体中葡萄糖添加量，可以控制碳包覆层的厚度，前驱体中葡萄糖添加量为3g时得到的产物为包覆完整的SnO2@C纳米复合材料。同时，我们研究了不同碳包覆情况对锂电性能的影响:与未包覆的SnO2纳米颗粒相比，包覆后的首次放电比容量和循环稳定后比容量均有所提高。前驱体中葡萄糖的添加量为3g时，SnO2@C纳米复合材料的综合性能最优异，其首次放电比容量达到1314.3mAh/g，首次放电效率为52.1％，100次循环后容量仍然保持在439.3mAh/g，我们由此可以证明，适当的碳包覆有利于SnO2锂电性能的提高。