基本信息
- 项目名称：
- 纳微晶核壳结构SnNi合金储锂材料合成及电化学性能研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 针对锂离子电池负极存在的缺陷进行合金材料的改进，采用高温固相还原法，合成电池负极材料Sn-Ni合金并对材料进行电化学循环性能研究。结果表现出很好的电化学循环性能，和较高的容量。
- 详细介绍：
- 随着能源的不断紧缺和环境污染加剧，研究和开发高性能的锂离子电池成为解决能源问题的有效手段之一，然而在大量的锂离子电池备选负极材料中，Sn基材料由于具有较高的的理论比容量、较大的压实密度和较安全的电压而成为研究的热点之一。然而，合金负极最大的问题在于充放电过程中产生的严重体积膨胀效应，该效应能导致电极材料粉化，降低电池的循环寿命。本研究针对锡基负极材料存在的缺陷进行改进，在单...(查看更多)
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 锂离子电池存在严重的体积膨胀效应，这会降低锂离子电池的循环寿命，为了解决这个问题我们引入了惰性金属镍，Ni质地较软、延展性较好，将Ni与Sn合金化制备成活性/惰性SnNi合金电极，可以缓冲由于活性物质的体积变化而带来的机械应力，防止电极粉化。本研究采用碳热还原法合成Sn-Ni合金锂离子电池负极材料，并对其电化学性能展开研究。
科学性、先进性及独特之处
- 我们采用固相法合成纳微晶核壳结构Sn-Ni合金，该结构可以减小合金粉体的比表面积，减低表面杂质、缓冲合金电极的体积膨胀，有效的改善体积膨胀和首次不可逆容量大的问题。
应用价值和现实意义
- 锂离子电池是20世纪70年代以后发展起来的一种新型储能电池。由于具有高能量、长寿命、低消耗、无公害、物记忆效应以及自放电小，内阻小、性价比高、污染少等优点，锂离子电池在逐步应用中已显示出巨大的优势，广泛应用于移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机、电动汽车、储能、航天等各领域。我们的研究致力于提高电池容量，提高电池循环性能。
学术论文摘要
- 随着能源的不断紧缺和环境污染加剧，研究和开发高性能的锂离子电池成为决能源问题的有效手段之一，而在大量的锂离子电池备选负极材料中，Sn基材料由于具有较高的的理论比容量、较大的压实密度和较安全的电压而成为研究的热点之一。然而，合金负极最大的问题在于充放电过程中产生的严重体积膨胀效应，该效应能导致电极材料粉化，降低循环寿命。本研究针对锡负极存在的缺陷进行锡基材料的改进，在单质锡中引入...(查看更多)
获奖情况
- 2011年05月30日在云南省第六届科技学术节参加比赛获得三等奖。
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1]张金章,陈旭辉.石墨/氧化锡/活性炭锂离子电池负极材料的合成及性[J]. 化学研究.2010,21(3);28-30. [2]魏 巍，王久林，杨 军等.锂离子电池锡基负极材料的研究进展[J]. 化工进展. 2010, 29 (1);80-87. [3] GUO Hong, LIN Xue-fei, CHEN Yi-san .Synthesis and electrochem...(查看更多)
同类课题研究水平概述
- 袁庆丰等采用湿化学法制备了Sn−Ni 超细粉体粒子，在经过球磨后得到微米级双相Sn/Ni3Sn4 合金. 对材料进行电化学性能测试，合金有很好的首次库仑效率以及理想的首次充放电容量. Ma等[19]采用液相还原混合法将SnNi沉积在中间微碳球（CMS）上，制备出SnNi－CMS负极材料。首次放电容量达到400mAh/g，循环10次后衰减为320 mAh/g。 采用高能球磨法...(查看更多)
