【文章內(nèi)容簡介】 次不可逆容量主要是由于SnO2Sn轉(zhuǎn)化是不可逆造成，可逆容量來源于Sn+XLi243。LixSn (x≤)。研究得知SnO電極反應(yīng)的具體過程：首先，有機溶劑還原產(chǎn)物和Li+反應(yīng)，在SnO粒表面形成一層SEI膜，然后，Li+穿過這層膜與SnO反應(yīng)，在中心區(qū)域形成LiSn合金，分散在非晶態(tài)的Li2O結(jié)構(gòu)中。 錫的氧化物實用化存在的另一個問題就是容量衰減問題，鋰在與金屬錫可逆形成合金過程中引起了金屬錫體積的膨脹和收縮，多次循環(huán)以后容易引起金屬錫簇結(jié)構(gòu)的崩潰，導致電極“粉化”或“團聚”，從而使貯鋰容量迅速衰減。很多研究者都嘗試使用控制電壓范圍來抑制錫結(jié)合的Li數(shù)目，從而提高容量保持率。目前的研究中，電化學性能較好的錫氧化物一般都是通過特殊方法制備的薄膜材料。③ 錫基合金 　 鋰在常溫條件下能與許多金屬M( M= Mg、Ca、Al、Si、Ge、Sn、Pb、As、S b、Bi、Pt、Ag、A u、Zn、Cd、Hg) 形成合金, 其中大部分形成合金的反應(yīng)都是可逆的, 因此從理論上來說,能與鋰形成合金的金屬都能用作鋰離子電池的負極材料[18]。然而鋰與單一金屬形成合金LixM 時, 體積膨脹很大, 循環(huán)性能差, 因此一般是以兩種金屬MM39。作為鋰嵌入的電極基體。該體系的顯著特點是活性粒子M 均勻地分布在惰性基體M39。上，惰性組分可緩沖鋰嵌脫反應(yīng)時引起的體積變形，在一定程度上改善了合金負極材料的循環(huán)性能。錫基合金是研究得最早、應(yīng)用最為廣泛，也是最受重視的鋰離子電池合金負極材料, 其中SnCu、SnCo 等合金是目前研究的熱點。④ 錫的復(fù)合氧化物錫基復(fù)合氧化物是將一些金屬、非金屬氧化物（如B、P、Si、Al、Zn、Fe、Ti等元素的氧化物）引入氧化亞錫、氧化錫負極材料中，并經(jīng)熱處理即可得到的 [19]。復(fù)合物中的惰性材料在一定程度上能解決材料在鋰離子的嵌入和脫出過程中的體積膨脹問題，提高材料的循環(huán)性能。近年來對錫基復(fù)合物的研究主要集中在錫基與碳材料的結(jié)合方面，碳材料作為一種穩(wěn)定的基體或包覆劑，能使材料的循環(huán)性能有較大程度的提高。⑤　錫鹽除了以上的錫基材料，錫鹽也可以作為鋰離子二次電池的負極材料。錫鹽(SnSO4)[20]作為鋰離子電池的負極材料，最高可逆容量可達600mAh/g ，循環(huán)性能較好，鋰在SnSO4中的儲存過程發(fā)生如下反應(yīng)（16）、（17）：SnSO4+2Li+243。Sn+Li2SnO4 (16)Sn+ +XLi243。LiXSn (17)、意義和主要研究內(nèi)容 目前，鋰離子電池負極材料以石墨等碳素材料為主，雖然具有非常好的反復(fù)充放電性能，但是，石墨結(jié)構(gòu)的材料理論放電質(zhì)量比容量只有372mAh/g，已經(jīng)很難滿足市場對大容量、快放電鋰離子電池的需求，因此，高比容量的負極材料越來越受到研究者的青睞。近幾年，隨著研究的深入，相繼出現(xiàn)了不同種類的嵌鋰負極材料，如錫基負極材料、硼基材料、硅基材料、金屬氧化物及金屬合金材料等，其中錫基負極材料具有質(zhì)量與體積比能量高，價格便宜，無毒副作用，加工合成相對容易等優(yōu)點，因此一經(jīng)提出就受到研究者的廣泛關(guān)注。然而，研究者發(fā)現(xiàn)金屬錫材料在脫嵌鋰過程中會發(fā)生嚴重的體積膨脹，經(jīng)過十幾次循環(huán)后就產(chǎn)生由于體積變化而造成電極粉化、剝落等問題，隨之性能急劇下降，其氧化物材料也存在同樣問題。所以為克服和緩解體積膨化和粉化，改善活性相的導電性，改善循環(huán)穩(wěn)定性、減少首次充放電循環(huán)不可逆損失、提高充放電倍率，研究錫基氧化物以及錫基復(fù)合氧化物材料作為負極材料的制備方法及其電化學性能測試具有比較深遠的意義。關(guān)于合成錫基負極材料的研究方法各種各樣，歷年來尤以溶膠凝膠法引人注目。該法的突出優(yōu)點是：各組分可以達到原子級的均勻混合，產(chǎn)品的化學均勻性好，純度高，化學計量比可以精確控制；熱處理溫度和時間可以顯著降低。因此，采用溶膠凝膠法合成錫基氧化材料以及錫基復(fù)合氧化材料，對優(yōu)化材料電化學性能，降低制備成本具有很大的吸引力。本課題的主要研究內(nèi)容就是采用溶膠凝膠法制備出SnO2和CuOSnO2材料，然后將制得的樣品用電鏡掃描表征其形貌特征，并用X射線衍射儀（XRD）進行了結(jié)構(gòu)分析，最后組裝成電池進行電化學性能測試，包括充放電性能、電極阻抗、電池的循環(huán)伏安特性。2 實驗部分表21實驗試劑和藥品　Table 21 Reagents and drugs藥品生產(chǎn)廠商純度四氯化錫SnCl4﹒5H2O檸檬酸無水乙醇聚偏氟乙烯PVDF導電炭黑NNN，N一二甲基毗咯烷酮NMP硝酸銅氨水天津市科密歐化學試劑開發(fā)中心國藥集團化學試劑有限公司上海恒信化學試劑有限公司上海恒信化學試劑有限公司國藥集團化學試劑有限公司哈爾濱光宇電池有限公司上海新寶精細化工產(chǎn)宿州化學試劑有限公司分析純分析純分析純分析純98%電池級分析純分析純 表22實驗儀器清單 Table 22 Lists experimental apparatus儀器名稱 備注真空手套箱 ZKX3，南京大學儀器廠手動封口機 武漢千里馬電源機械制造有限公司干燥器 WQZ1/08B，杭州順峰公司恒溫磁力攪拌器 852，上海精密儀器儀表有限公司萬分之一精度電子天平 BS224S，梅特勒托利多儀器有限公司瑪瑙研缽 遼寧省瑪瑙工藝廠X射線衍射儀 D8 ADVANCE 德國Brucher電池測試儀 BTS610,深圳新威儀器有限公司CHI電化學分析儀 上海辰華儀器有限公司掃描電子顯微鏡 JSM6510LV 日本電子精密烘箱 ，箱式電阻爐 上海實驗電爐廠 樣品的制備(1) 前驅(qū)液的配制：稱取一定量的（ ）SnCl45H2O溶解于100ml蒸餾水中得到澄清溶液，向溶液中滴加氨水，調(diào)節(jié)PH約為67，得到濃度為 mol/l 的Sn(NO3)2溶液