纺织学报 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (8): 7-13.doi: 10.13475/j.fzxb.20180706107
• 纤维材料 • 下一篇
ZHAO Jinyang, SUN Yao, ZHANG Xin, ZHANG Yueyue, ZHAO Haoyue, XIA Xin()
摘要:
为改善锡/碳(Sn/C)纳米纤维形貌结构并使其获得优异的锂电性能,采用醋酸锡为前驱体,聚丙烯腈为碳源,通过静电纺丝技术制备了Sn/C前驱体纳米纤维,并通过不同顺序的炭化工艺和深冷处理工艺对Sn/C前驱体纳米纤维进行形貌再造,制备了具有多孔结构与皮芯结构的Sn/C纳米纤维,最后通过形貌表征、比表面积以及晶型结构测试了纳米纤维的结构和性能。结果表明:Sn/C纳米纤维的多孔和特殊形貌的碳包覆结构,有效防止了Sn颗粒的团聚,缓解了充放电时电极材料的体积膨胀,同时减少了容量损失,增强了电极材料的导电性和结构稳定性;经过先深冷处理再炭化处理,具有多孔结构的Sn/C纳米纤维表现出最稳定的电化学性能,循环100圈后的质量比容量保持率高达93.9%。
中图分类号:
[1] | MARCINEK M, HARDWICK L, RICHARDSON T , et al. Microwave plasma chemical vapor deposition of nano-structured Sn/C composite thin-film anodes for Li-ion batteries[J]. Journal of Power Sources, 2007,173(2):65-71. |
[2] | 段博超, 王维坤, 赵海雷 , 等. 锂离子电池锡基负极材料研究进展[J]. 稀有金属材料与工程, 2012,41(S2):93-100. |
DUAN Bochao, WANG Weikun, ZHAO Hailei , et al. Research progress on tin-based cathode materials for lithium-ion batteries[J]. Rare Metal Materials and Engineering, 2012,41(S2):93-100. | |
[3] | 刘红梅, 王建军, 李欢欢 , 等. 深冷处理对聚合物材料改性研究综述[J]. 塑料工业, 2017,45(6):1-4. |
LIU Hongmei, WANG Jianjun, LI Huanhuan , et al. Research review on the modification of polymer materials by cryogenic treatment[J]. Plastics Industry, 2017,45(6):1-4. | |
[4] | 叶茂, 姜枫, 刘杰 . 高强度铝合金深冷处理技术的研究与应用[J]. 基础研究, 2018(6):104-108. |
YE Mao, JIANG Feng, LIU Jie . Research and application of deep cooling treatment technology for high-strength aluminum alloys[J]. Basic Research, 2018(6):104-108. | |
[5] | 靳鹏飞, 吴志生, 王维新 , 等. 深冷处理在金属材料中的应用及研究进展[J]. 铝加工, 2010(3):16-19. |
JIN Pengfei, WU Zhisheng, WANG Weixin , et al. Application and research progress of cryogenic treatment in metal materials[J]. Aluminum Processing, 2010(3):16-19. | |
[6] | 崔晓明 . 深冷处理对非晶合金力学性能的影响[D]. 太原:太原科技大学, 2014: 11-18. |
CUI Xiaoming . Effects of deep cooling treatment on mechanical properties of amorphous alloys[D]. Taiyuan: Taiyuan University of Science and Technology, 2014: 11-18. | |
[7] | XIA X, LI Z, ZHOU H , et al. The effect of deep cryogenic treatment on SnSb/C nanofibers anodes for Li-ion battery[J]. Electrochimica Acta, 2016,222:765-772. |
[8] | 夏鑫, 陈玲, 李智勇 , 等. 深冷处理对锡锑/碳纳米纤维的形貌再造及其机制[J]. 纺织学报, 2017,38(3):23-27. |
XIA Xin, CHEN Ling, LI Zhiyong , et al. Morphology and mechanism of deep cooling treatment for SnSb/C nanofibers[J]. Journal of Textile Research, 2017,38(3):23-27. | |
[9] | 冯寸寸 . 突出煤孔隙特征的实验研究[D]. 阜新:辽宁工程技术大学, 2013: 10-31. |
FENG Cuncun . Experimental study on pore characteristics of outburst coal[D]. Fuxin: Liaoning Project Technology University, 2013: 10-31. | |
[10] | 张哲泠, 杨正红 . 微介孔材料物理吸附准确性分析的理论与实践[J]. 催化学报, 2013,34(10):1797-1810. |
ZHANG Zheling, YANG Zhenghong . Theory and practice of accuracy analysis of physical adsorption of micromesoporous materials[J]. Journal of Catalysis, 2013,34(10):1797-1810. | |
[11] | 周闻达, 王莹, 鲍征宇 , 等. 等温吸附法在页岩孔隙结构测试中的应用[J]. 科技通报, 2015,31(1):12-18. |
ZHOU Wenda, WANG Ying, BAO Zhengyu , et al. The application of isotherm adsorption in measuring the shale pore structure[J]. Bulletin of Science and Technology, 2015,31(1):12-18. | |
[12] | 周勋 . 颗粒、短纤维 Al2O3 双相陶瓷/铸造铝合金复合材料研究[D]. 西安:西安理工大学, 2006: 5-15. |
ZHOU Xun . Study on Al2O3 two-phase ceramic/casting aluminum alloy composites with granule and short fiber[D]. Xi'an: Xi'an University of Technology, 2006: 5-15. | |
[13] | GORIPARTI S, MIELE E, ANGELIS F D , et al. Review on recent progress of nanostructured anode materials for Li-ion batteries[J]. Journal of Power Sources, 2014,257(3):421-443. |
[14] | XIAO L, CAO Y, XIAO J , et al. High capacity, reversible alloying reactions in SnSb/C nanocomposites for Na-ion battery applications[J]. Chem Communication, 2012,48(27):3321-3323. |
[15] | LOU X W, CHEN J S, CHEN P , et al. One-pot synjournal of carbon coated SnO2 nanocolloids with improved reversible lithium storage properties[J]. Chemistry of Materials, 2009,21(13):68-74. |
[16] | 王文超 . 锂离子电池锡基负极材料的制备和结构与性能研究[D]. 上海:复旦大学, 2013: 15-30. |
WANG Wenchao . Preparation, structure and properties of tin-based anode materials forlithium-ion batteries[D]. Shanghai: Fudan University, 2013: 15-30. |
[1] | 李育洲, 张雨凡, 周青青, 陈国强, 邢铁玲. 二氧化锰/ 石墨烯/ 棉织物复合电极的制及其电化学性能 [J]. 纺织学报, 2020, 41(01): 96-101. |
[2] | 刘慧洁, 夏鑫. 深冷处理温度对锡锑/碳纳米纤维负极材料锂电性能的影响[J]. 纺织学报, 2019, 40(04): 38-43. |
[3] | 田银彩 张浩鹏 李博琛 康广杰 李根宇. 静电纺聚丙烯腈/石墨烯碳纳米纤维的结构与性能[J]. 纺织学报, 2018, 39(10): 24-31. |
[4] | 陈洪立 焦晓宁 柯鹏. 取向增强复合锂离子电池隔膜的制备及其性能[J]. 纺织学报, 2018, 39(07): 8-14. |
[5] | 刘呈坤 贺海军 孙润军 李博昱 于群. 静电纺制备多孔纳米纤维材料的研究进展[J]. 纺织学报, 2017, 38(03): 168-173. |
[6] | 夏鑫 陈玲 李智勇 邱夷平. 深冷处理对锡锑/碳纳米纤维的形貌再造及其机制[J]. 纺织学报, 2017, 38(03): 23-27. |
[7] | 周锦涛 焦晓宁 于宾. 复合锂离子电池隔膜的制备及其电化学性能[J]. 纺织学报, 2017, 38(01): 23-28. |
[8] | 夏鑫 李群华 周惠敏 魏取福 张向武. 皮芯结构Sn∕C包覆碳杂化纳米纤维的制备及其在锂离子负极材料中的应用[J]. 纺织学报, 2014, 35(8): 1-0. |
[9] | 高大伟 王丽丽 魏取福 王春霞 刘国亮. 碳基复合纳米纤维的制备与表征及其电容性[J]. 纺织学报, 2014, 35(1): 20-0. |
[10] | 曾凡龙 刘占莲 韩芹 曹谦芝 仲林 肖婷婷. 活性炭纤维/NiO/MnO2复合电极的结构及其电化学性能[J]. 纺织学报, 2013, 34(10): 1-0. |
[11] | 姜岩;王业宏;姜丽;张大庆;王善元. 长丝变形纱的皮芯结构及其参数[J]. 纺织学报, 2009, 30(08): 30-33. |
[12] | 胡锋;王发明;郑智毓;陆明;周小红. 微多孔聚酯短纤维织物的制备与性能[J]. 纺织学报, 2008, 29(3): 17-20. |
[13] | 张建春;施楣梧;朱华;来侃. Lyocell纤维皮芯结构的研究[J]. 纺织学报, 2000, 21(01): 7-10. |
[14] | 王华平;余晓蔚;韩淑丽. 熔纺中空纤维皮芯结构的动力学模拟──冷却条件对皮芯差异的影响[J]. 纺织学报, 1999, 20(03): 15-18. |
[15] | 王华平;余晓蔚;韩淑丽. 熔纺中空纤维皮芯结构的动力学模拟──泵供量、卷绕速度、熔体温度、切片粘度的影响[J]. 纺织学报, 1999, 20(02): 7-10. |
|