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近些年来可以作为锂离子电池负极材料的锡基合金引起了科研人员的广泛关注。本论文以泡沫镍为电化学沉积集流体制备了锡基合金薄膜电极,拥有三维网状结构的泡沫镍不仅增加了与活性材料之间的导电性,同时在锂嵌入脱出过程中有效地缓解了金属Sn的体积膨胀。我们制备了在不同集流体、电化学沉积电流密度、温度和热处理得到的锡基合金薄膜电极,同时研究了具有不同形貌的锡基合金薄膜对于其电化学性能的影响。
(1)论文采用电化学沉积的方法合成了Sn-Ni合金薄膜,同时研究了电沉积集流体、沉积条件和高温热处理等因素对Sn-Ni合金薄膜的形貌以及电化学性能的影响。研究结果表明,通过电化学沉积方法得到的Sn-Ni合金薄膜是包括Ni3Sn4相和NixSny亚稳态相。泡沫镍作为沉积集流体可以更为有效地缓解Sn-Ni合金在电化学循环过程中的体积膨胀,提高了电化学循环性能;同时提高电沉积温度和电流密度,制得的疏松多孔结构的Sn-Ni合金薄膜的循环性能较好;高温热处理可以提高Sn-Ni合金的结晶性,进一步提高合金与集流体的结合度,从而提高合金的电化学性能。
(2)本论文对可以作为锂离子电池负极材料Sn-Co合金的电化学沉积制备和电化学性能也进行了研究。研究结果表明得到的Sn-Co合金薄膜由无定形的Sn和Co组成的Co2Sn3。电化学性能测试表明制得的疏松多孔结构的Sn-Co合金薄膜表现出良好的电化学性能,通过高温热处理可以进一步提高其电化学性能。
(3)针对目前负极材料的研究热点-过渡金属氧化物,本论文通过水热-烧结法合成Fe2O3,并通过改变水热温度、烧结温度、沉淀剂等条件,研究各个因素对纳米Fe2O3电化学性能的影响。结果表明:合适形貌和结构的Fe2O3具有较好的电化学性能。