【摘 要】
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锂离子电池具有能量密度高、无污染等优点,是最具发展潜力的二次电池。在锂离子电池负极材料中,一维氧化锡/碳负极材料由于其巨大的理论容量及较高的比表面积,被看作是最有可能取代目前碳负极的材料。静电纺丝技术是制备一维纳米结构最简单的方法,通过调控静电纺丝过程中的参数,可以合成不同类型的纳米纤维,同时通过在纺丝溶液中添加含有所需元素的试剂,可以较容易的把N、S、P等杂原子掺杂到纤维中。本文采用静电纺丝技术
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锂离子电池具有能量密度高、无污染等优点,是最具发展潜力的二次电池。在锂离子电池负极材料中,一维氧化锡/碳负极材料由于其巨大的理论容量及较高的比表面积,被看作是最有可能取代目前碳负极的材料。静电纺丝技术是制备一维纳米结构最简单的方法,通过调控静电纺丝过程中的参数,可以合成不同类型的纳米纤维,同时通过在纺丝溶液中添加含有所需元素的试剂,可以较容易的把N、S、P等杂原子掺杂到纤维中。本文采用静电纺丝技术通过不同方式合成氧化锡/碳纳米纤维,对两种方式合成的氧化锡/碳纳米纤维的锂电性能进行对比,直接合成法得到的氧化锡/碳纳米纤维在100m A·g-1的电流密度下循环100次之后,放电容量为609.1 m Ah·g-1,性能优于原位合成法得到的氧化锡/碳纳米纤维。对直接合成法得到的氧化锡/碳纳米纤维进行形貌改进,通过添加不同比例的PMMA分别得到了多孔状和树根状氧化锡/碳纳米纤维,提高了的材料的比表面积及孔隙率,材料的循环稳定容量提高到620 m Ah·g-1(多孔状氧化锡/碳纳米纤维在100 m A·g-1电流密度下循环200次)和520 m Ah·g-1(多孔状氧化锡/碳纳米纤维在1000 m A·g-1电流密度下循环400次)。同时采用聚苯乙烯磺酸钠、磷酸、DMCT对两种形貌的氧化锡/碳纳米纤维进行杂原子掺杂,结果表明采用DMCT试剂进行掺杂锂电性能最优越。掺杂得到的树根状氧化锡/碳纳米纤维容量提高到690 m Ah·g-1(电流密度为100 m A·g-1)。
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