纳米锗-锡/碳复合材料的合成与电化学性能研究

摘要

锗因其较高的理论容量成为最具应用前景的锂离子电池负极材料。设计制备了一种纳米锗-锡/碳复合材料,碳材料可以在提高锗导电性的同时适应其体积变化,锡的加入可以进一步提高材料导电性,并且锗和锡2种组分脱/嵌锂的电位不同,未参与反应的组分可以作为基体缓冲另一组分在充放电过程中的体积变化,提高负极的结构稳定性。通过扫描电子显微镜(SEM)、能量分散光谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)方法对材料进行形貌表征,并对结构和组分进行分析。将该材料作为锂离子电池负极材料,在0.50 A/g的电流密度下,首次放电容量达到1292(mA·h)/g,充放电100次后容量保持在510(mA·h)/g。当电流密度提高至10.00 A/g时,仍具有460(mA·h)/g的放电容量,说明材料具有循环稳定性的同时还有较好的倍率性能。