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共溅法制备锂离子电池Sn-Al/Cu复合薄膜及其电化学性能
  • ISSN号:0251-0790
  • 期刊名称:《高等学校化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O646[理学—物理化学;理学—化学] O612.4[理学—无机化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]南开大学先进能源材料化学教育部重点实验室,化学化工协同创新中心,天津300071
  • 相关基金:国家“九七三”计划项目(批准号:2011CB935900)、国家自然科学基金(批准号:51231003)、天津市科技计划(批准号:12ZCZDJC35300,13JCQNJC06400)和先进能源材料化学“111计划”项目(批准号:B12015)资助.
中文摘要:

采用磁控溅射共溅法,在铜箔和泡沫铜基底上分别制备了平面和三维网状结构的Sn-Al/Cu复合薄膜.表征了其结构,并研究了其作为锂离子电池负极材料的电化学性能.结果表明,三维网状结构的电化学性能明显优于平面复合薄膜,表现出很好的循环性能和倍率性能:以600mA/g电流密度充放电,三维网状结构的复合薄膜有较好的容量保持率,循环50周后容量保持在410mA·h/g;以2000mA/g电流密度充放电,再以500mA/g电流密度进行充放电,三维网状结构的复合薄膜仍有464mA·h/g的放电容量.三维网状结构的Sn—Al复合薄膜能抑制充放电时带来的体积膨胀,较大的表面积和粗糙表面可以使其与锂充分反应,改善其电化学性能.

英文摘要:

Sn-Al/Cu composite thin films with planar and three dimensional(3D) network structures, which were prepared by co-sputtering method on copper foil or foam, were used as the anode materials of Li-ion batteries. The phase structure and surface morphology of Sn-Al composite thin films were characterized by X-ray diffraction(XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The electrochemical performance of Sn-Al com- posite thin films was evaluated with charge/discharge and electrochemical impedance spectroscopy ( EIS ) at room temperature. The results showed that Sn-Al composite thin films with 3D network structure displayed a capacity of 410 mA · h/g after 50 cycles at a current density of 600 mA/g, and a capacity of 464 mA · h/g at a current density of 2000 mA/g. The improved electrochemical performance such as cycling stability and columbic efficiency is attributed to the 3D network structure, which can obviously restrain the volume change of Sn-Al composite thin film during the insertion/extraction process of lithium ion. In addition, copper foam with large specific surface area and rough surface can promote the reaction with lithium sufficiently.

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期刊信息
  • 《高等学校化学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:吉林大学 南开大学
  • 主编:周其凤
  • 地址:吉林大学南胡校区
  • 邮编:130012
  • 邮箱:cjcu@jlu.edu.cn
  • 电话:0431-88499216
  • 国际标准刊号:ISSN:0251-0790
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1131/O6
  • 邮发代号:12-40
  • 获奖情况:
  • 首届及第二届国家期刊奖,连续两届“百种中国杰出学术期刊”,中国期刊方阵“双高”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:50676