摘 要摘 要随着社会经济的发展和人们日益增长的物质生活需求，使得能源问题不得不引起广泛的关注，地球上的能源有限，而需求却不断增加，因此，寻求高效环保的储能装置迫在眉睫。近些年来，研究人员发现锂离子电池有着很多出众的优点，如密度小，便于携带，能量密度大，可循环次数多，无污染等，并以非常迅速的发展速度成为新一代的电源，应用于各行各业的方方面面，小到手机电脑数码相机伴随着人们的日常生活，大到卫星军舰大型仪器等国家社会的生产生活。目前石墨作为应用最广泛的锂电池负极，但是起理论容量太低（372mAh g-1）限制了锂离子电池的进一步，因此寻求性能更好的负极材料是目前研究者们广泛关注的。过渡金属氧化物（TMO）有着较高的理论比容量，且成本低，易于获取，成为新的研究方向。然而一般来讲TMO的电导率和循环稳定性较差，为了解决此的常规思路有控制TMO的纳米结构，合成双方组分的活性TMO，在TMO表面涂层或嵌入有序中孔碳基体。本实验将控制TMO纳米结构和表面涂层相结合，以氯化钴、氯化锡、柠檬酸钠。氢氧化钠制备CoSnO3，严格控制反应条件，诸如转子形状，转子大小，旋转速度，温度，滴加药品速度，煅烧条件；得到盒装形貌的CoSnO3纳米盒，随后在纳米盒外包裹一层碳，得到核壳结构的CoSnO3/碳的复合材料，对其进行XRD、SEM、TEM表征，随后对其进行电化学性能测试。结果表明，CoSnO3/C在第一圈的放电容量达到940 mAh，库仑效率为96%左右。随着循环的进行，当循环次数的达到70圈左右时，充放电容量维持在700 mAhg-1以上，库仑效率也继续稳定维持在95%左右而没有衰减。该材料的库仑效率较高，基本维持在95%左右稳定。关键词氯化钴、氯化锡、锡酸钴、过渡金属氧化物、复合材料、锂电池
目 录
第一章 绪 论 1
1.1 引言 1
1.2 锂离子电池的简介 2
1.2.1 锂离子电池的发展史简介 2
1.2.2 锂离子电池的工作原理 3
1.2.3 锂离子电池的构成 5
1.3 过渡金属氧化物在锂电池中的发展简介 7
1.3.1 MnO2在锂电池中的应用 7
1.3.2 Fe3O4在锂电池中的应用 8
1.3.3 Co3O4在锂
 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072* 
电池中的应用 8
1.4 本论文的研究内容和意义 9
第二章 实验部分 10
2.1 实验药品及器材 10
2.2 材料表征方法 11
2.2.1 X射线衍射法（Xray Diffraction, XRD） 11
2.2.2扫描电子显微镜（Scanning Microscope, SEM） 12
2.2.3 BET比表面积（BET Surface Arca Mcasurcment）分析 12
2.2.4透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope, TEM） 12
2.3 电化学测试方法 13
2.3.1 循环伏安法（Cylic Voltarmmetry） 13
2.3.2 恒电流充放电测试（Galvanostatic Charge/Discharge Measurement） 13
2.3.3 倍率性能测试（Rate Capablity Measurement） 13
2.4 实验步骤 14
2.5 实验注意事项 14
第三章 对CoSnO3@C纳米盒的研究结果与讨论 16
3.1 引言 16
3.2 对核壳结构的CoSnO3/C复合材料的表征 16
3.2.1 X射线衍射分析(XRD) 16
3.2.2 X扫描电镜分析(SEM) 17
3.3 对核壳结构的CoSnO3/C复合材料的电化学性能测试 18
3.3.1 CoSnO3/C锂离子电池的组装 18
3.3.2 CoSnO3/C恒流充放电性能测试 19
3.3.3 CoSnO3/C的循环寿命测试与库仑效率性能研究 20
3.3.4 CoSnO3/C的倍率性能研究 21
结 论 22
致 谢 23
参 考 文 献 24
第一章 绪 论
1.1 引言
时代在不停的发展，社会也在进步。人民生活水平不可能停滞提高，对更好更优的需求也在不断扩大，更前沿的科研创新不断地丰富这我们的生活质量，众所周知，科研的创新带来的不仅仅是学术的进步，更会切身实际的影响到我们的日常生活，给我们的生活方式带来转变，我们生活所需要的大小物品的工作，都离不开能源对其的支撑，而这些大小物品是人们生存的基础，当人们的生活水平提高之后，又要投入更多的精力来更进一步的提高科技水平，这有需要能源来作为支撑，对于发展来说这是个良性循环，然而对能源消耗来说这却是个恶性循环。因为能源是维持我们继续生存的永久动力，没了能源，一切都无从谈起。然而从最初古代人的伐木取火，到后来发现了煤炭，在十八世纪被广泛的应用，又到后来提炼石油，便捷了生产生活。这些被我们称为传统能源的能源，都是地球母亲经过亿万年孕育的瑰宝，却被人类用几百年的时间消耗的濒临枯竭，由于传统能源的不可再生和社会发展需要大量能源相矛盾，所以寻找新能源或者新的储能方式迫在眉睫！
人类文明要发展，并不断的改造着自然，面临的能源短缺是一个很大的问题，在第二次工业革命进行的时候，大势所趋。化石能源在我们生活，社会的发展，人类的进步中扮演着重要的角色， 做出了不可磨灭的贡献，煤炭大规模进入了社会发展的舞台[1]。但是对化石能源的过度开采造成了一系列的环境问题也成为了快速发展的“后遗症”，不仅危害了后续的生活，更对全球经济带来了一定的冲击，人类长期的使用化学能源造成了厄尔尼诺现象、酸雨、雾霾等环境问题[25]。因此，越来越多的研究人员把关注的焦点放在了生产清洁可再生能源上[6]。
目前应用较为广泛的有太阳能[7]，风力水力[89]，氢能[10]，锂离子电池[11]等等，其中锂离子电池契合在我们生活的方方面面。锂有较小的原子量和脚底的电化学当量，是一种高比容量的电化学材料。把锂作为化学能源的正极首先是安全，其次是高效。
1.2 锂离子电池的简介
1.2.1 锂离子电池的发展史简介
二十世纪七十年代，科学家埃克森以硫化钛制成电池的正极材料，金属锂作为负极，安装测验后，世界上第一个锂电池就此诞生了，十年之后，J.Goodenough发现钴酸锂可以作为锂电池的正极材料并且有着更好的性能，由于锂电池优越的性能，更多的人关注到了其广阔的前景，1980年之后是锂离子电池发展的黄金时[12]。随后几年里，越来越多的正极材料和控制材料的思路被探究出来，1982年力诺伊理工大学的两位研究人员发现了锂和石墨的嵌入特性，制成的锂离子石墨电极相对之前有着更好的安全性能、仅仅一年之后又有人发现锰尖晶石是优良的正极材料，无论稳定性，价格，还是导电性能，都优于钴酸锂，且比钴酸锂更难氧化，也就意味着减少了很多不正当电池操作（过充电、短路等）带来的危险。随后几年各种材料和工艺如雨后春笋般的诞生，倒1989年聚合阴离子正极的发现，将锂电池的发展进行了新的突破。

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