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高性能电极是重量轻、大容量、高可靠性二次锂离子电池的核心部件,石墨负电极材料是目前市场的主流产品,但由于容量低,需要开发新一代的高性能负极材料,锡基负极材料具有更高的容量,被认为是能够替代石墨的下一代负极材料。本课题利用多种方法制备了锡基负极材料。
利用微乳液法把纳米金属锡颗粒均匀沉积在CMS表面上或空隙中形成Sn/C复合材料,纳米锡颗粒的粒度分布比较均匀,粒径约100nm。首次放电容量可以达到为470 mAh/g以上,但首次放电效率低于60%。
利用含锡前驱体与酚醛树脂包覆天然石墨球制备锡基复合材料,包覆效果良好,能够形成理想的Sn-C壳/石墨核球形结构的复合材料。含30%金属锡的酚醛树脂锡基复合材料的放电容量约为500~530mAh/g,首次放电效率70~75%;含20%金属锡的酚醛树脂锡基复合材料的放电容量约为440~480mAh/g,首次放电效率75~80%;充放电容量与首次效率受到电解液的类型影响较大。酚醛树脂锡基复合材料制备工艺易于稳定控制,参数稳定性好,可重复性好,有利于工艺的放大试验。
利用含锡前驱体与石油沥青包覆天然石墨球制备锡基复合材料,包覆效果良好,能够形成理想的Sn-C壳/石墨核球形结构的复合材料。含20%金属锡的沥青锡基复合材料首次放电容量达到460mAh/g以上,首次放电效率可以达到85%以上,循环50周后,容量可保持在400mAh/g。沥青锡基复合材料制备工艺易于稳定控制,参数稳定性好,可重复性好,该制备工艺为进一步产业化打下了坚实的基础。