张慧 连崑 张晓峰 宗平 徐慧

摘 要：锡负极材料由于在充放电过程中具有较大的体积膨胀（300%）、导电性差以及不易形成稳定的SEI膜等问题，因此限制了在实际生产中的应用。本课题主要针对锡作为锂离子电池锡负极材料中存在的问题，采用喷雾干燥、SnCl4水解的方法将SnO2担载在了纳米碳管上，通过多巴胺的包覆制备出了性能良好的SnO2/CNTs-C复合材料。采用该方法制备出来的复合材料电化学性能优异，经过300次循环之后达到了507 mAhg-1放电比容量。

关键词：锡碳复合材料；电化学性能

锡类材料作为锂离子电池负极有很多优势，具体表现为：（1）锡负极理论质量比容量993mAhg-1[1]；（2）锡负极有较高的体积比容量7262 mAhcm-3[2]；（3）锡负极有较高的安全性能。但优势的同时也伴随着巨大的挑战，而以下几点限制了锡负极的应用：（1）循环过程中会产生高达300%的体积膨胀与收缩[3]，而造成在循环过程中微观机构极不稳定且易脱离与集流体的电接触[4]；（2）纳米Sn团聚效应就会造成容量快速衰减；（3）活性物质表面SEI越来越厚，最终活性物质失效。

研究人员提出了以下几种解决方案：（1）把活性锡基颗粒微纳米化[5]，但不稳定的SEI层问题仍然存在；（2）将锡与碳材料复合[6]，而这类材料首效较差，给大规模的应用造成障碍；（3）采用一种膨胀类材料通用的做法[3]，而这类方法通常较为复杂，难以大规模生产；（4）将锡与其他活性金属形成合金，如SnS2，Sn-Co-C等，然而通过其他物质在晶格内部抑制锂锡合金膨胀的方案抑制作用有限[7]。

本文通过喷雾干燥碳纳米管得到了球形的碳管球；……