【摘 要】
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在科技的快速发展,人类社会生活质量不断提高的同时,化石燃料消耗导致的环境污染逐渐加重,因此新型可再生能源的开发对社会的可持续发展有着重要的作用。但由于风能、太阳能
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在科技的快速发展,人类社会生活质量不断提高的同时,化石燃料消耗导致的环境污染逐渐加重,因此新型可再生能源的开发对社会的可持续发展有着重要的作用。但由于风能、太阳能、潮汐能等绿色能源的使用受到其客观因素的限制,发展电化学储能技术,改变现阶段传统模式并实现能源的合理存储和传输已成为当前的研究热点。目前,锂离子电池是应用最为广泛的电化学储能装置。其中,石墨是商业化锂离子电池主要负极材料,由于其较低的理论比容量(372 mAh·g-1)和较差的倍率性能,已经很难满足当代社会的需求。SnS2负极材料因其较高的理论比容量、较低的嵌锂电势、独特的几何结构等优点,受到人们广泛关注。但SnS2导电性较差,在充放电过程中体积容易发生膨胀,导致容量急剧衰减,因此抑制体积膨胀、提高材料的导电性成为研究的关键。本文分别以氯化亚锡、硫代乙酰胺为锡源和硫源,以膨胀石墨为支撑材料,通过二次硫化、室温搅拌和低温溶剂热法合成了三种新型SnS2/EG复合材料。通过拉曼、XRD、SEM、TEM等表征证实SnS2成功合成并担载于膨胀石墨的纳米石墨片表面。SnS2与膨胀石墨之间的协同作用使SnS2/EG复合物表现出较好的循环稳定性和倍率性能。具体电化学性能表现如下:(1)二次硫化条件下合成的SnS2/EG复合物,在100 mA·g-1的电流密度下循环150次后,可逆容量能达到480 mAh·g-1。(2)室温条件下搅拌合成的SnS2/EG复合物,在100 mA·g-1电流密度下循环150次,其可逆容量能保持在550 mAh·g-1,在1 A·g-1的电流密度下容量仍能保持在210mAh·g-1。(3)75℃下溶剂热合成的SnS2/EG复合材料,在100 mA·g-1的电流密度下循环100次后,可逆容量能达到800 mAh·g-1,当电池在2 A·g-1的电流密度下充放电多次后再降回到100 mA·g-1时,其可逆容量仍可达到750 mAh·g-1。通过本论文的研究,不仅提供了几种有应用潜力的锂离子电池负极材料,也为新型SnS2基锂电负极材料的研发提供了理论和技术上的支持。
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