《Sn4P3複合納米材料的可控制備及其鈉離子電池性能研究》是依託西南大學，由楊霞擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：Sn4P3複合納米材料的可控制備及其鈉離子電池性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：楊霞
- 依託單位：西南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
Sn4P3材料作為鈉離子電池負極具有成本低、理論容量高和放電平台低等優勢，是目前鈉離子電池研究的熱點。然而Sn4P3材料結構難以控制並且導電性差，在充放電過程中體積膨脹嚴重，因此，其鈉離子電池能量密度和循環性能急需進一步提高。本項目提出利用苝四甲酸二酐(PTCDA)、空心SnO2、金屬有機框架化合物(MOFs)等，控制合成一系列核殼Sn4P3-C複合納米材料來構建鈉離子電池負極。本項目旨在控制合成Sn4P3複合納米材料，既增強Sn4P3的導電性又緩衝其在充放電過程中的體積膨脹，從而有望獲得高能量密度和良好循環性能的鈉離子電池負極。通過探討鈉離子電池性能與Sn4P3-C複合納米材料結構的關係，建立提高Sn4P3材料鈉離子電池性能的新方法。本項目不僅對Sn4P3複合納米材料的控制合成及其在鈉離子電池負極的研究具有開創性的意義，而且能為鈉離子電池的機理研究提供理論和實踐依據。
結題摘要
近年來，商業化的碳材料已經不能滿足日益增長的人們對電池性能的需求，因此，鋰離子電池負極材料是研究的熱點之一。其中，金屬氧化物及金屬磷化物由於其理論容量較高，成為科研工作者們大量研究的材料。本項目通過採用金屬有機框架材料（MOFs），雙金屬氫氧化物(LDHs)，苝甲酸二酐（PTCDA）等作為前驅體，合成一系列無機納米材料如多孔ZnO/ZnFe2O4複合物， 片狀Fe2O3/還原石墨烯，石榴狀CuxSny/Sn/SnO2， 管狀MnO/Cp， CoMn2O4納米顆粒等作為於鋰離子電池負極材料，電池循環性能和倍率性能良好。通過採用鉬酸鹽和多巴胺複合物，普魯士藍，SnO2空心球等作為前驅體，合成一系列複合納米材料如MoO2-Mo2C-C微球， Fe2O3-C-Ag納米方塊，C@SnO2/Sn/空心@C空心球等，獲得電化學性能優良的電池負極。此外， 通過以MoO2納米球，金屬有機框架化合物、三維N摻雜的C為模版合成了MoP-C納米球， FexP-C空心納米立方塊，SnxPy/C作為鋰離子電池負極材料，碳層結構有效緩衝了材料在充放電過程中的體積膨脹，提高了材料的循環性能。該項目探討了負極材料的結構與性能的關係，建立了提高負極材料性能的新方法，為電池機理研究和性能的提高提供理論和實踐依據。
