二次锂离子电池纳米晶SnSb系合金负极的研究

Sn基合金作为锂离子电池的负极材料，以其高的比容量引起了世界众多研究者的关注。Sn基合金负极目前存在的主要问题是在充放电过程中所伴随的较大的体积变化，该变化将导致电极的性能衰减以至电极的失效。本研究拟选择与锂可以进行拓扑合金化的SnSb为研究对象，通过采用纳米晶、引入韧化金属等手段，解决合金负极在锂化时的体积膨胀问题；同时，对纳米晶进行表面修饰处理，以克服纳米晶的电团聚问题，进一步提高负极材料在循环过程中的结构稳定性。主要研究纳米SnSb合金负极材料的合成工艺及其电化学性能；研究表面包覆及韧化金属的引入对负极材料在锂化时体积膨胀的影响，并分析其作用机理；借助各种现代衍射及波谱技术并结合量子化学理论，分析研究负极材料的脱嵌锂机制，并建立相应的晶格结构模型；同时，研究电极反应动力学过程，并测定Li+在SnSb中的扩散系数。这一研究将为我国高能二次锂离子电池负极材料的研究开发奠定理论基础。