碳/锡复合多孔材料的制备及储锂性能
摘 要
目前商品化的锂离子电池负极材料主要是石墨化碳材料，其理论容量为372mAh/ g，因此开发新型负极材料已成为研究的热点。金属锡的理论比容量为990mAh/ g，且其操作电位高，不存在共嵌入的问题，但由于锡在嵌锂后自身体积膨胀较大，锂的反复脱嵌会导致锡的逐渐粉化，造成与集流体的电接触变差，循环寿命缩短。为了利用锡金属的优点，同时解决其存在的不足，将锡与碳复合并实现制备材料的多孔化有望得到高储锂性能的新型锂离子电池负极材料。
本文以P123为模板剂，在酸性条件下，合成SBA-15介孔材料，并利用Al对其改性。以糠醇为碳前驱体，通过浸渍方法，将其引入介孔氧化硅的孔道中，再利用SBA-15介孔材料为模板，高温炭化及炭热还原技术，去掉硬模板剂得到介孔碳材料。通过组装锡，制备介孔碳孔道内组装锡的新型复合多孔锂离子电池负极材料。并对其进行储锂性能研究。
关键词：介孔材料，碳/锡复合，锂离子电池，负极材料
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题背景及目的 1
1.2介孔材料概述 1
1.3介孔材料的制备 2
1.3.1.介孔硅的制备机理………………………………………………………………........2
1.3.1.1液晶模板机理 …………………………………………………………………2
1.3.1.2硅酸盐棒状自组装机理 …………………………………………………..........3
1.3.2. 介孔材料SBA-15的改性…………………………………………………….….......4
1.3.2.1 Al对介孔分子筛SBA-15的改性 ………………………………………………4
1.3.2.2 Ti对介孔材料SBA-15的改性 ………………………..………………..........5
1.3.3介孔碳的制备的方法……………………………………………………………..….5
1.3.3.1 CMK- 1……………………………………………………………………………6
1.3.3.2 CMK- 3……………………………………………………………………………6
1.3.3.3 CMK- 5……………………………………………………………………………7
1.4锂离子电池负极材料的研究 8
1.5本项目研究思路 10
第二章 实验 11
2.1实验仪器及设备 11
2.2实验原料 11
2.3实验步骤 12
a.介孔SBA-15制备 12
b. Al对介孔SBA-15的改性 12
c.介孔碳的制备 13
d.介孔碳中锡的组装 14
第三章 结果与分析 16
3.1介孔二氧化硅 16
3.2介孔碳 18
3.3介孔炭中锡的组装后的结构分析 19
3.4介孔炭中锡的组装后电学性能分析 21
3.5结论 22
致谢.................................23
参考文献 24
