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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高比能锂离子电池合金负极材料研究课件,*,高比能二次锂离子电池合金负极材料,的研究及其规模化制备,(No. 2006AA03Z231),1,高比能锂离子电池合金负极材料研究课件,不同二次电池的性能对比,2,高比能锂离子电池合金负极材料研究课件,Application in microelectronics,3,高比能锂离子电池合金负极材料研究课件,碳材料为目前锂离子电池常用的负极材料,碳材料的理论比容量为,372,mAh/g,目前碳负极材料的实际比容量已经非常接近其理论比容量,需要寻找新的、可以替代碳材料的高容量锂离子电池负极材料,Sn,基合金材料引起了人们的极大关注,它的理论比容量为:,Li,22,Sn,5,: 994,mAh/g,人们研究了许多Sn基合金体系, 如:,SnSb, SnCu, SnCo, SnV, SnFe, etc.,4,高比能锂离子电池合金负极材料研究课件,阻碍Sn基合金商业化的原因,电极大的体积膨胀,采用纳米颗粒的合金粉体,首次不可逆容量较高,(低的首次库仑效率),New idea,具有,纳/微复合结构和内微孔,的,颗粒,SnCo powders,5,高比能锂离子电池合金负极材料研究课件,传统的合成方法,从水溶液中的化学共沉淀,粉末冶金,电镀的方法,机械合金化的方法,这些合成方法要么工艺复杂,要么不适宜大规模生产,6,高比能锂离子电池合金负极材料研究课件,Carbothermal reduction,Simple, cheap and mass production,SnO,2,+ 2C =,Sn,+ 2CO(g),Sb,2,O,3,+ 3C = 2Sb + 3CO(g),CuO,+ C = Cu +,CO(g,),NiO,+ C = Ni +,CO(g,),CoO,+ C = Co +,CO(g,),Synthesis of Sn-based Alloy Composite Powder,7,高比能锂离子电池合金负极材料研究课件,Thermodynamic calculation for carbothermal reduction of metal oxides,8,高比能锂离子电池合金负极材料研究课件,Flow chart,Oxides,Carbon,Mixing,Firing,Sieving,Tape casting,Assembling cell,XRD,SEM, TEM,BET,Charge/discharge cycling,Cyclic voltammograms,AC impedance,9,高比能锂离子电池合金负极材料研究课件,Sn-Sb system,850 , 2 h,850 , 6 h,TEM for single particle,10,高比能锂离子电池合金负极材料研究课件,SEM morphologies of SnSb alloy powders,2 h,4 h,6 h,8 h,11,高比能锂离子电池合金负极材料研究课件,Sn-Sb system,Mario Wachtler , J. Power Sources 105 (2002):151-160,12,高比能锂离子电池合金负极材料研究课件,Sn-Sb system,13,高比能锂离子电池合金负极材料研究课件,Sn-Sb system,体积比容量是碳负极的2倍。,14,高比能锂离子电池合金负极材料研究课件,Sn-Ni system,15,高比能锂离子电池合金负极材料研究课件,Sn-Ni system,Z.P. Guo , Z.W. Zhao, H.K. Liu, S.X. Dou,Carbon 43 (2005) 1392,Cycling performance of NiSn,2,alloy,composite electrode at constant current,density of 100mAg,-1,16,高比能锂离子电池合金负极材料研究课件,Sn-Sb-Ni system,900 , 2 h,Cycling performance,17,高比能锂离子电池合金负极材料研究课件,Sn-Co system,C. Mi, et al, J. Inorganic Chemistry, 3 (2003) 283.,800, 2 h,18,高比能锂离子电池合金负极材料研究课件,Sn-Cu-Co system,19,高比能锂离子电池合金负极材料研究课件,Sn-Cu-Co system,20,高比能锂离子电池合金负极材料研究课件,Sn-Co-C,21,高比能锂离子电池合金负极材料研究课件,Si-基负极材料的研究,22,高比能锂离子电池合金负极材料研究课件,Si-基负极材料的研究,23,高比能锂离子电池合金负极材料研究课件,致谢,感谢国家“863”高技术发展计划对本项目的支持,(No. 2006AA03Z231).,24,高比能锂离子电池合金负极材料研究课件,Thanks,Department of Inorganic Nonmetallic Materials,School of Material Science and Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing, 100083, China,Email:,Tel: +86-10-82376837,Fax: +86-10-82376837,25,高比能锂离子电池合金负极材料研究课件,
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