锂离子电池负极材料ZnSnO_(3)/C复合物的制备与性能

作     者：岳红伟 邢若冰 耿壮壮 铁伟伟 朱聪旭 谢文合 陈淑君 YUE Hongwei;XING Ruobing;GENG Zhuangzhuang;TIE Weiwei;ZHU Congxu;XIE Wenhe;CHEN Shujun

作者机构：许昌学院化工与材料学院许昌461000 信阳师范学院物理电子工程学院信阳464000 

出 版 物：《工程科学学报》 (Chinese Journal of Engineering)

年 卷 期：2024年第46卷第1期

页      面：81-88页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(11804289) 河南省科技厅项目(232102230017) 河南省教育厅项目(22B430028) 许昌学院科研项目(2022ZD006) 河南省大学生创新创业训练项目(202210180045) 

主　　题：锡酸锌 碳 复合材料 负极 锂离子电池 

摘      要：锡基双金属氧化物作为锂离子电池负极材料因具有高的理论比容量、嵌脱锂电位适中、储量丰富、价格低廉、安全性高以及环保等优点,已经受到了广泛的关注.本研究采用一步原位水热法制备了碳包覆的ZnSnO_(3)复合材料(ZnSnO_(3)/C).利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、拉曼光谱、X射线光电子能谱分析和恒流充放电测试等一系列表征测试方法对材料的微观形貌、物相组成、结构和电化学性能进行分析.电化学测试结果表明:当作为锂离子电池负极材料时,ZnSnO_(3)/C复合电极的储锂性能优于纯ZnSnO_(3)电极.在200 mA·g^(-1)电流密度下,ZnSnO_(3)/C复合电极经200次循环后可逆容量可达1274.9 mA·h·g^(-1),即使在大电流5000 mA·g^(-1)下经500次循环仍然提供663.2 mA·h·g^(-1)的放电比容量,同时也表现出卓越的倍率性能.优异的储量性能归因于ZnSnO_(3)/C复合材料中具有高电导率的C不仅提高了整个电极的导电性,有利于电子的传输,而且增大了电解液与活性材料之间的接触面积,缩短了锂离子的扩散距离;同时碳包覆层可有效缓冲ZnSnO_(3)在嵌脱锂过程中由于体积变化产生的应力,也能在一定程度上抑制ZnSnO_(3)在循环过程中的团聚.