SnO2/石墨烯锂离子电池负极材料的制备及其电化学行为研究
2013-10-21 虞祯君 华东理工大学 化学工程联合国家重点实验室
以氧化石墨和氯化亚锡为原料,采用原位合成法制得SnO2/石墨烯纳米复合材料。该方法不需外加还原剂,也避免了SnO2 纳米粒子和石墨烯在机械混合过程中的团聚问题。XRD 和TEM 等的分析结果表明,纳米SnO2 颗粒都均匀地分散在石墨烯表面,其中纳米SnO2 的粒径和石墨烯的厚度分别为3~6 nm 和1.5~2 nm。
电物理测试方法的最终的结果表达: 1)在200 mA/g 功率比热容下循环系统100 次后,SnO2/奈米素材负极素材的嵌锂电容积可平衡在552 mAh/g,电容积持续率比纯粹奈米SnO2 提升了4.4 倍; 2)在40、400、800 mA/g 的功率比热容下,SnO2/奈米素材负极素材的电池充电电容积可各用持续在724.5、426.0、241.3 mAh/g,表现形式出不错的系数功能,该最终的结果归因于奈米素材健康的导电性以及二维奈米成分。 随着时间推移纯智能轿车轿车(EV)、搭配能源轿车轿车(HEV)相应高端品牌储能技术系统性对锂正离子电池板的迫切需要使用需求,制作具备高发热量、高功率使用使用耐热性、反复的质保期长的负极的原的建筑文件变为该域的主流的方向盘。相比较石墨类负极的原的建筑文件(概念上探索嵌锂发热量: 372 mAh/g)某种程度,硅基、锡基、优化金属材质被氧化的物(如NiO、Co3O4、V2O5)等一种新型负极的原的建筑文件具备更为重要的概念上探索嵌锂发热量,变为近些这几年来的探索焦点。在其中,二被氧化的锡(SnO2)颇为概念上探索嵌锂发热量高达hg782 mAh/g 而很受效果界和家产界的青睐。当然SnO2 在充击穿步骤中会引发巨型的重量大小澎涨(~300%),行而显示小粒粉化、探亲签证话题,另外纯水电导率也较低。该质地终结以至于SnO2 负极的原的建筑文件的可逆转发热量较低、功率使用使用耐热性和反复的使用使用耐热性都比较。可見效果化解SnO2 的重量大小澎涨和其导电性话题是关键其会不会具备真实选用作用或进每一步宣传选用的原则。 对这,实验者尝试实现碳包覆机、碳夹杂着还有在纳米技术级或微米换算尺寸上的组成部分开发(如核-壳组成部分等)来来解决SnO2 所具备的不佳。Yao 等再生利用石墨稀不错的导电性和很不错的储锂功能性,分离纯化了SnO2/石墨稀纳米技术级包覆物,该负极物料根据100 次循环系统后,在50 mA/g 的电流值密度单位下,其充放电使用量仍维持在520 mAh/g。因为该物料的分离纯化时候更加繁杂(必须 插入NaBH4 或水合肼等其余展现剂,或是还必须 流失),另一方面光于石墨稀的印象共识机制也暂时无法展现。 本工作任务根据石墨稀很好的导电性、较高的比外表面积、完善的二维奈米级架构十分柔韧度性还有SnCl2身体的强复原功能键,在石墨稀的光催化原理整个过程中,可以原位组成SnO2/石墨稀奈米级复合型素材。1、实验部分
1.1、石墨稀和SnO2/石墨稀的光催化原理采用改进的Hummers法制备氧化石墨。将盛有氧化石墨的烧杯置于微波炉(GalanzP70D20TP-C6,900 W)中,在900 W 的功率下微波辐照3 min,制得黑色疏松粉末状石墨烯。
将1 g 硫化物石墨完全易溶300 mL 去阳离子水下,的棕棕色的硫化物石墨液体。再加上入3 g 二水合氯化亚锡(SnCl2·2H2O)与4 mL 硝酸(37%),并ed2k搅拌装置1 h。将烧杯移至微波射频射频炉中,在900 W 的额定功率下微波射频射频辐照3 min,再由滤、洗衣、80℃干后,的SnO2/石墨稀负极原材料。 1.2、研究分析定量分析 主要选用Rigaku D/max 2550 型Xx射线衍射仪(XRD,CuKα,λ=0.15406 nm)对土样做物相进行定量分析。主要选用加拿大TA装修公司SDTQ600 热重进行定量测试仪仪(TG)在室内空气热场下测试仪土样的二被氧化锡占比。顺利通过用JSM-6360LV 型扫描仪电商体视体视显微镜(SEM)与JEOL JEM-2010 型散射电商体视体视显微镜(TEM)仔细观察土样的形貌和形式。 1.3、光电催化上的耐腐蚀性测试方法 将配制的渗透性的材料、导电炭黑和聚偏氟乙稀(PVDF)按质理比80:10:10,申请加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)融合弄成饱满分布的浆料,用涂膜法饱满分布涂在铜箔上,吹干后,冲成 12 mm上下的长方形参比工业片,在油液压机机下压片解决涂膜掉了。参比工业片过程90℃重力作用干12 h 后,在拳套箱中主装成扣式电板。电板以彩石锂是 对参比工业,电解抛光液为1mol/L LiPF6/碳酸乙稀酯(EC)-碳酸二甲酯(DMC)-碳酸二乙酯(DEC)的融合液,在这当中EC: DMC: DEC=1: 1: 1(体型大小比)盐溶液,隔离膜为Celgard2300 微孔过滤聚丙烯塑料膜。电板的恒流充充放和再循环伏安曲线图测评在Arbin BT2000 电物理运作站积极进取行,在这当中相电压范畴在0.005~3 V范围内,扫面传送速度为0.1 mV/s。







