● 摘要
本文首先综述了锂离子电池负极材料的研究现状,并对锡基负极材料的研究作了重点介绍。然后我们采用复合电沉积法制备Sn-Co合金材料,通过对电沉积液的阴极极化曲线以及不同工艺条件对Sn-Co合金性能的影响分析优选出电沉积溶液的最佳配方和工艺条件。XRD结果显示,Sn-Co合金材料为化学活泼的非晶态结构,EDS能谱分析表明,镀层中Sn-Co原子比(Sn:Co)接近3:1。SEM测试表明:Sn-Co电极表面为φ50~φ100nm不等的小球紧密排列形成的菜花状稳定结构.充放电测试结果显示,Sn-Co合金循环50次比容量保持在400mAh/g。充放电机理研究表明:首次循环过程形成SEI膜:SEI膜的形成增加了电极电阻,致使此后循环过程放电电位升高至0.3V,而随着循环次数的增加活性物质开始团聚并脱落导致比容量下降。最后在Sn-Co合金电沉积液基础上加入C制备Sn-Co-C复合材料,优选出最佳掺杂碳的比例。XRD显示Sn-Co-C复合材料为非晶态Sn-Co合金同C的物理夹杂,能谱分析表明Sn-Co-C复合电极中锡,钴,碳的原子比例分别为57.69%,21.33%,20.98%,SEM表明电极表面为镶嵌有小颗粒的菜花状结构的复合电极为非晶态Sn-Co合金同C的物理夹杂。充放电测试表明Sn-Co-C复合电极首次50次循环后比容量仍然可达400mAh/g以上。充放电机理研究表明:在首次放电过程中电极表面已经形成SEI膜,前30次循环过程可逆性较好,充放电平台分别在0.55V和0.3V。
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