● 摘要
摘要本文采用负极延伸的电沉积工艺把Sn、Co原子沉积在硬碳颗粒上得到Sn-Co-C复合负极材料,然后球磨2-120小时,以获得良好循环性能的Sn-Co-C负极材料。XRD衍射图谱表明球磨后复合粉体由Sn、Co2C、CoSn2和C组成,并且相对于硬碳粉体,复合粉体的衍射峰明显的变宽变矮,表明球磨有效的减小了复合粉体的粒径。能谱(EDS)测试表明试样中Sn、Co、C原子比例分别为1.56%,0.79%,97.65%,锡钴原子比为1.97:1。SEM观察显示,锡钴粒子尺寸为50-100nm,沉积在片状的硬碳颗粒上。随着球磨时间的增加,硬碳的大的片状结构逐渐被破坏,粉体颗粒逐渐减小,并且锡钴粒子随着球磨时间的增加,逐渐更加均匀的分散在硬碳颗粒之间。比表面积测试表明,球磨后的Sn-Co-C复合粉体比表面积相对于未球磨的粉体有较大的增加。球磨后的试样与锂片组成模拟电池,充放电测试显示当电流密度约为12A/dm2时,电沉积时间为1h时,复合粉体具有最好的循环性能。首次放电比容量为657.5mAh/g,充电比容量为391.1mAh/g,循环40次以后放电比容量仍旧保持在452.1mAh/g,充电比容量保持在359.3mAh/g。放电保持率为45.32%,充电比容量保持率为91.86%。首次充放电造成了较大的不可逆损失,交流阻抗测试表明,这是由于在第一次放电后形成了固体电解质膜(SEI)膜,但循环一次后消失。SEM对充放电50次前后的电极样品的分析表明,多次充放电造成电极表面颗粒的团聚,并且有大的裂痕产生。EDS能谱对电极平均成分测试表明,充放电测试后,钴的含量明显减少。对电极任意点成分分析表明,充放电测试后,锡有明显的局部团聚,且锡钴分布不均匀。因而造成了复合粉体比容量的衰减。
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