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钠离子电池用SnSb合金/碳材料的性能

2016-05-25侯贤华胡社军

电池 2016年6期
关键词:复合材料

汪 贝,汝 强,侯贤华,胡社军

(1. 广东省高效绿色能源与环保材料工程技术研究中心,广东 广州 510006; 2. 广东省量子调控工程与材料重点实验室,华南师范大学物理与电信工程学院,广东 广州 510006)

钠离子电池用SnSb合金/碳材料的性能

汪 贝1,2,汝 强1,2,侯贤华1,2,胡社军1,2

(1. 广东省高效绿色能源与环保材料工程技术研究中心,广东 广州 510006; 2. 广东省量子调控工程与材料重点实验室,华南师范大学物理与电信工程学院,广东 广州 510006)

以SnSb为主体材料,中间相炭微球(MCMB)、酚醛树脂为碳源,将机械球磨法与有机碳源热裂解包覆法结合,合成钠离子电池负极用SnSb合金/碳复合材料SnSb/MCMB/C。通过XRD、SEM测试分析材料的物相结构与形貌,通过循环伏安、恒流充放电测试,分析材料的电化学性能。SnSb/MCMB/C复合结构缓解了纯SnSb的团聚和体积膨胀效应,增强了材料的循环稳定性和倍率性能。SnSb/MCMB/C以100 mA/g的电流在0.01~2.50 V充放电,首次放电比容量为590 mAh/g,首次库仑效率为60%,第100次循环的放电比容量保持在322 mAh/g。

中间相炭微球(MCMB); SnSb/MCMB/C; 电化学性能; 钠离子电池

钠离子电池具有价格低廉、钠资源储存量丰富和安全稳定等优点,近年来成为研究热点[1]。Na+的直径(0.102 nm)比Li+的(0.076 nm)大30%,Na+在材料中的扩散较慢,因此,寻找合适的储钠负极材料,成为钠离子电池研究的重点[2]。合金材料具有较高的理论比容量和适宜的嵌钠电极电位,其中,Sn、Sb的理论电化学储钠容量分别为874 mAh/g(Na15Sn4)和660 mAh/g(Na3Sb),但该类材料在充放电过程中的体积膨胀效应较大[3],Sn嵌入Na+后,体积膨胀率高达424%,Sb嵌入Na+后,体积膨胀率达390%,极易导致电极粉化、结构塌陷,使电极丧失电化学活性[4]。……

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