锂离子电池锡_碳复合负极材料的研究进展

涂炭负极层 涂炭负极层是一种用于锂离子电池的关键材料，它在电池的充放电过程中发挥着重要的作用。本文将从涂炭负极层的定义、结构、功能以及相关研究进展等方面进行阐述。

一、涂炭负极层的定义 涂炭负极层是指一种由石墨烯、碳黑、导电剂等材料组成的覆盖在锂离子电池负极上的一层薄膜。它的作用是提供电子传导通路，同时能够吸附和嵌入锂离子，使电池能够实现高效的充放电。

涂炭负极层通常由多层材料组成，其中石墨烯是一种单层由碳原子组成的二维晶体结构，具有优异的导电性和机械性能；碳黑是一种微米级的碳颗粒，具有较大的比表面积和高度的导电性；导电剂是一种能够提高整个涂层导电性的添加剂，常见的有聚合物、导电聚合物等。

三、涂炭负极层的功能 涂炭负极层在锂离子电池中发挥着至关重要的作用。首先，它能够提供良好的电子传导路径，使电池内部的电流能够快速传递，从而提高电池的放电性能。其次，涂炭负极层能够吸附和嵌入锂离子，从而实现电池的充放电过程。此外，涂炭负极层还能够提高电池的循环稳定性和容量保持率，延长电池的使用寿命。

四、涂炭负极层的研究进展 随着锂离子电池技术的不断发展，涂炭负极层的研究也取得了许多进展。一方面，研究人员通过改变涂炭负极层的材料组成和结构设计，实现了对电池性能的精确调控。例如，利用纳米材料和多孔结构设计，可以增加涂炭负极层的比表面积，提高电池的能量密度。另一方面，研究人员还通过引入新型材料，如硅、锡等，来增加涂炭负极层的嵌锂容量，从而提高电池的能量密度和循环稳定性。

涂炭负极层的制备方法也得到了不断改进。传统的涂覆法、喷涂法等制备方法已经被广泛应用，同时新兴的溶液浸渍法、化学气相沉积法等制备方法也逐渐受到关注。这些新的制备方法能够提高涂炭负极层的均匀性和一致性，从而进一步提高电池的性能。

涂炭负极层作为锂离子电池中的关键材料，具有重要的作用。通过对涂炭负极层的研究和改进，可以进一步提高电池的能量密度、循环稳定性和安全性。未来，随着纳米技术的发展和新型材料的应用，涂炭负极层的性能将进一步提升，为锂离子电池的应用提供更多可能性。

０ 引 言
锂 离 子 电 池是 １９ ９ １年 商 品 化 的新 型 化 学 电 源 ， 有 能量 密度 高 、 作 电压 高 、 具 工 负载 特性 好 、 充 电速 度 快 、 环 寿命 长 、 全 无 污 染 等 特 点 ， 循 安 目前 广 泛应 用 于 移动 电话 、 笔记 本 电 脑 、 掌上 电脑 等领
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第２ ９卷 第 １ ０期 ２０ ０ ２年 １ ０月
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基于碳纤维及其织物的柔性锂电池电极研究进展陈悦;赵永欢;褚朱丹;庄志山;邱琳琳;杜平凡【摘要】随着可穿戴技术的快速发展,对柔性锂电池的需求日益增加,将电化学性能优异的活性电极材料与柔性纳米碳基材料进行复合,是目前制备高性能柔性锂电池电极的热门研究方向.本文主要对碳纤维及其织物在锂离子和锂硫电池柔性电极材料中的研究与应用情况进行综述,总结了制备柔性复合电极材料的不同方法及其进展,包括静电纺丝技术、水热法、热处理、涂覆、磁控溅射、原子层沉积和热刻蚀等,所获得的电极材料均在某方面表现出优异性能,例如可逆容量高、循环性能优异、力学强度增强等.最后对基于碳纤维及其织物的柔性锂电池电极的未来发展提出了展望.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2019(040)002【总页数】8页(P173-180)【关键词】柔性锂电池;电极材料;碳纤维;碳纤维织物;可穿戴技术【作者】陈悦;赵永欢;褚朱丹;庄志山;邱琳琳;杜平凡【作者单位】浙江理工大学材料与纺织学院、丝绸学院,浙江杭州 310018;浙江理工大学材料与纺织学院、丝绸学院,浙江杭州 310018;浙江理工大学材料与纺织学院、丝绸学院,浙江杭州 310018;浙江理工大学材料与纺织学院、丝绸学院,浙江杭州 310018;浙江理工大学材料与纺织学院、丝绸学院,浙江杭州 310018;浙江理工大学材料与纺织学院、丝绸学院,浙江杭州 310018【正文语种】中文【中图分类】TS176.5随着科技的进步，对柔性电子设备的需求不断增加。

锂电池由于能量密度高、安全性好、循环寿命长，是目前开发便携式柔性电子产品所广泛采用的供能器件。

尤其是柔性锂电池的研究，对推动可穿戴电子设备的发展至关重要。

当前，作为商用电极的石墨已接近其容量极限[1]，所以，除要解决锂电池柔性化的技术难题外，还要进一步提升电极材料的容量[2]。

在这方面，各种纳米碳基材料包括碳纳米管、碳纤维和石墨烯，由于其柔性以及动力学上有利于离子/电子传输的结构而引起广泛关注。

SnO_2/C纳米复合材料的制备及其储锂性能研究锂离子电池具有放电电位平稳、低温性能好、无污染、无记忆效应、工作电压高、循环寿命长、自放电小、比能量大等优点,不但能够满足人们对作为消费电子、电动汽车和清洁能源储存等领域二次电池的要求,而且还能满足对环境友好的要求。

目前,锂离子电池已经在各种便携电子装置中得到了广泛的应用。

商业化的锂离子电池负极材料主要是石墨,其理论比容量仅为372 mAh/go因此,研究和开发具有更高容量的负极材料是提高锂离子电池性能的关键之一。

SnO2不仅比容量高,而且具有储量丰富、低毒、污染小等优点,被广泛认为有望取代石墨成为下一代锂离子电池的负极材料。

.但是,在SnO2电极脱嵌锂的过程中,会产生较大的体积变化,导致电极粉末化或者碎裂,引起锂离子电池容量的迅速衰减。

为了解决上述问题,人们探索了多种方法,常见的一种是将SnO2材料纳米化,另一种是使SnO2与碳复合。

在本论文中,我们设计并制备了多种SnO2与碳复合的纳米材料,对其形貌、成分及储锂性能进行了比较系统的研究。

1、采用浸涂法并结合热氧化,在静电纺丝制备的网状碳纳米纤维上包覆了SnO2,制备出网状CNF/SnO2纳米复合材料。

CNF/SnO2负极呈现较高的初始容量,但随着循环次数的增加，其容量衰减较快。

采用CVD沉积和水热合成在CNF/SnO2上包覆碳层,分别制备出了CNF/SnOx/C 和CNF/SnO2/C材料。

作为锂离子电池负极,两者皆表现出优异的电化学性能。

CNF/SnOx/C电极在200 mA/g电流密度下,在从第50次到第200次充放电循环过程中,每一循环衰减的容量仅为0.66 mAh/g,第200次循环时的放电容量依然达到512mAh/g;CNF/SnO2/C电极在100mA/g的电流密度下,容量为580 mAh/go2、将CNF/SnO2在空气中煅烧并结合CVD沉积包覆碳层的方法,制备了SnO2/C N Ts管状复合材料。