Sb及SbSn嵌锂薄膜材料的射频溅射制备及电化学性能研究

来源 :华南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:firelord128
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
21世纪,人类社会是能源、信息及环境并重的社会,高能电池则与这三大领域密切相关,并将渗透到人类生活的各个领域。随着现代经济发展对多功能便携式和高能量电子设备的需求日益增长,以及为减小环境污染而提出的使用电动汽车的迫切要求,开发高比容量、高稳定性、高安全性、长寿命、低成本的新型锂离子电池负极材料显得尤为迫切。 本文在综合评述了锂离子电池及其负极材料研究进展的基础上,选取锑(Sb)及锡锑(SnSb)合金负极材料作为研究对象,采用真空溅射技术,在铜箔基片上制备了不同工艺参数的Sb及SnSb薄膜。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等技术和设备,以及循环伏安(CV)、恒电流充放电等电化学测试方法,重点研究了射频溅射功率、溅射时间对Sb及SnSb薄膜的表面形貌、物相结构及电化学性能等影响,为利用射频溅射技术开发新型的锂离子薄膜负极材料提供了理论依据和关键制备技术。 本文研究了不同基体表面溅射生长Sb薄膜的充放电性能,发现粗糙的表面生长的sb薄膜的循环性能要比不在平整表面生长的Sb薄膜好,且在循环过程中,容量曲线会出现一些波动,这个特点在之后的研究中均有出现。 研究了射频溅射功率对Sb薄膜沉积速率、微结构及电化学性能的影响。结果表明,功率与沉积速率存在近似线性关系;随着溅射功率的增加,薄膜的晶化加剧,晶粒粗化;当功率达300W时,薄膜样品的循环稳定性最好,50次循环后,容量保持在170mAh/g左右;400W功率下制备的Sb薄膜电极的结晶性最好,具有最高的首次放电容量。单质Sb的脱嵌锂电位在0.7V~0.8V之间。 研究了溅射时间对Sb薄膜微结构和电化学性能的影响。实验发现,随着溅射时间增加,薄膜晶化加剧,45mm时薄膜粒径最大;当溅射时间为30min时,Sb薄膜电极具有最优的循环性能:首次库伦效率为70.6%,50次循环后容量保持在182mAh/g。 研究了溅射功率对SbSn合金薄膜形貌、物相结构和电化学性能的影响。随着溅射功率的增加,SbSn合金薄膜的结晶越完整,晶化加剧,样品电极的首次首次嵌锂容量逐渐升高,200W时首次不可逆容量最大,300W时首次充放电效率最高,循环50次后,各个功率的样品的可逆容量都在150mAh/g以上,300W时可逆容量最高。300W和400W时样品的充放电过程曲线出现了多个充放电平台。研究了溅射时间对SbSn合金薄膜形貌、物相结构和电化学性能的影响。实验表明,随着溅射时间增加,薄膜晶化加剧,薄膜粒径增大。当溅射时间达到45min时,薄膜的结晶性好,且薄膜没有明显的间隙,30min时,Sb薄膜电极具有最优的循环性能,50次循环后容量保持在300mAh/g。
其他文献
星载红外相机地面检测设备是红外相机在地面完成调试和测试的专用设备。它的性能和功能对红外相机整个研制过程中的调试、测试以及地面试验阶段有重要的作用。   本课题所
虫草素(Cordycepin)又称3-脱氧腺苷,是从传统中药蛹虫草中提取的腺苷类活性物质。本实验室前期研究表明虫草素能够提高学习记忆能力,减轻脑缺血导致的认知障碍。突触传递是脑行
无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)由部署在监测区域内的大量小型传感器节点组成,通过无线通信方式形成一个多跳的自组织的网络系统,其目的是协作地感知、采集和
为深刻揭示华南丘陵退化荒坡植被恢复树种的水分利用特征,运用Granier热消散式探针法对中国科学院鹤山丘陵综合试验站内种植密度为3m×3m,19年树龄的马占相思(Acaciamangium)的
红外焦平面(IR FPA)探测器阵列是获取景物红外辐射信息的关键器件。近年来,红外焦平面探测器在空间技术,医学诊断,环境监测,工业自控,天文学等诸多领域得到日益广泛的应用。在各类
摘要:近些年来,学校工会被重视的程度不够,这使学校工会职能作用难以发挥,不利于和谐校园建设。因此,如何强化和充分发挥学校工会的关键作用,协调好各种关系利益,是我们学校思想政治工作者值得思考的时代课题。本文以本校教师工会为例,研究新时期学校工会工作职能如何创新,并提出解决思路和对策。  关键词:学校工会;活力;教育教学  中图分类号:G632.0 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(201
羊草(Leymus chinensis(Trin.)Tzvel.)又称碱草,隶属禾本科赖草属,是欧亚大陆草原区东部草甸草原及干旱草原上的重要建群种之一。作为一种兼具重要经济价值和生态价值的优良牧
AlGaN/GaN HEMT结构材料和器件的研究具有重要的军用和民用价值,在相控阵雷达、电子对抗、卫星通讯、灵巧武器、通信基站、航空航天、汽车电子等领域具有极为重要的应用前景,是
学位
腹毛类纤毛虫是一种单细胞原生生物,由于其具有细胞结构的精细和复杂性、核器的两型性等特征,一直被用于真核细胞模式形成、细胞成分重建和调控机理的研究。原生动物皮层细胞
在21世纪,随着现代电子技术的飞速发展和消费者对生活要求的不断提高,人们已经无法满足于曾经携带不方便,人机交互效果差等特点的键盘或鼠标操作,开始倾向于更方便高效率直接