论文部分内容阅读
二氧化锡（SnO2）是一种典型的n型半导体材料，以其优异的物理化学性质，在锂离子电池和气体传感器应用方面引起了人们的广泛关注。SnO2作为一种有潜力的锂离子电池负极材料，其理论容量为782mAh/g,是石墨材料的2倍。然而在循环过程中容易发生体积膨胀现象（约360%）,导致循环性能下降，阻碍了其实际应用。另外，作为气敏材料时，在灵敏度和气体选择性等方面还有待进一步的提高。经研宄表明，一维纳米结构因其较大的比较面积有利于改善SnO2的锂电性能和气敏性能。目前，静电纺丝技术是一种简单制备一维纳米材料的方法。在静电纺丝过程中可以通过控制工艺参数，得到不同形貌的纳米纤维。本文在第2章中系统的研宄了PVP浓度、电压、固化距离、煅烧温度等各工艺参数对静电纺丝的影响。经SEM图表征分析得出实验的最佳工艺参数结果为：PVP浓度为8wt%，电压为10kV，固化距离为20cm,煅烧温度为500°C。针对SnO2循环性能差的缺点，第3章中，在上述最佳实验条件下制备出多孔SnO2纳米线其直径约为60nm。纳米线具有大的比表面积能够提供更多的插锂位置，同时纳米级多孔结构有利于锂离子的扩散，从而能够改善电池性能。当SnO2纳米线作为锂离子电池材料时，在电流密度为70mA/g时，其首次放电容量为18O2mAh/g，经过50次循环后电池的容量仍能保持在350mAh/g左右。另外，为了改善SnO2的气敏性能，本文第4章中采用静电纺丝技术制备了多孔NiO-SnOdif米管。经过对乙醇的气敏性能测试，得出在最佳工作温度300°C时，对50ppm的乙醇其灵敏度约为25，其响应和恢复时间分别约为3s和10s。与纯SnO2相比，多孔Ni0-SnO2纳米管展现了高的灵敏度和快的响应-恢复时间。这主要是由于一、纳米管具有大的比表面积，能够吸附更多的气体；二、NiO的掺杂形成了p-n结，有利于提高材料的灵敏度。