负极材料；SnO；改性近年来，尖晶石钛酸锂（Li）以其独特的性能受到了广大研究者的关注<14>.钛酸锂属于Fd3m空间群，是一种“零应变”材料，能在1.55V）给出一段很长的充放电平台，充放电结束时电位阶跃比较明显，可作为充放电结束的标志。
并且由于电位在1.0V以上，所以避免了SEI膜的生成嵌锂的过程中，钛酸锂的结构几乎不受影响，因此具有很好的循环性能。但是，它的理论容量仅为1751，远远小于碳材料的理论容量（372），因此在一定程度上使得它的应用受到限制。锡基氧化物负极材料由于具有很高的比容量同样受到了很多研究者的青睐。从国内外的文献来看，目前尚没有采用SnO进行改性研究的。
笔者尝试采用简单的物理混合法，直接在制备浆料时添加SnO2，试图在保持原有钛酸锂高循环性能的基础上来改善钛酸锂的容量，从而得到循环性和容量兼得的电极材料。
1实验的制备采用固相法合成Li12，具体操作过程如下：将一定摩尔比的无定形TiO过量8%，以弥补高温下的损失分别研磨充分，过400目分样筛，然后用乙醇做分散剂将两者分散混合，高速搅拌均匀，浸渍24h后在85℃烘箱中将乙醇蒸发，得到前驱物。将前驱物放入箱式电阻炉中进行热处理，升温速率2℃/min，在800℃下保温24h后电子元件与材料却至室温，将产物轻度研磨后过400目分样筛，放入干燥器中备用。预处理采用市售的SnO含量不少于99.8%作为添加剂。未处理的SnO呈白色颗粒状，质硬，颗粒较大，因此需要进行研磨处理。将它置于陶瓷研钵中研磨2h后过400目分样筛，放入干燥器中备用。
1.3电极制备和模拟电池的装配以N-甲-2-吡咯烷酮为溶剂，依次加入PVDF、乙炔=5：7：63：25.浆料充分搅拌3h后静置10min，以消除搅拌过程中产生的气泡，然后把浆料均匀地涂敷在Cu箔基体上。将湿电极片在80℃的烘箱中烘干以后，在双轴滚压机上碾压至一定厚度，然后在85℃的真空干燥箱中干燥12h以上，待冷却后取出，经剪裁、称重、计算，制成直径1.3cm的圆片电极待用。（制成的电极用LiTiSnO表示）以相同的方法制备Li电极作对比实验。
模拟电池的装配在干燥的空气手套箱（湿度小于10%）中完成。采用自制的两电极体系模具，对电极为金属锂，电解液为1mol/L（体积比1：1），隔膜为Celgard2400.模拟电池装配完成后静置24h，然后进行测试。
2性能测试模拟电池的循环伏安、交流阻抗测试在电化学分析仪上完成。恒流充放电测试在可充电池性能检测设备，型号BK3结果与讨论3.1充放电测试体系下的首次充放电曲线。充放电条件如下：电流密度0.15×10的首次充放电曲线可以看到，Li的充放电曲线呈现明显的充放电平台，属于典型的两相反应的特点，对应两相之间的相互转换。首次嵌首次充放电效率高达99.3%.
观察LiTiSnO的充放电曲线可以看到，首次放电呈现多段放电平台，表明这是一个多相电极反应。首次充放电效率为50%.齐智等人研究了SnO-MCMB复合材料作锂离子电池负极材料，分析了反应机理，考虑到本文得到的LiTiSnO材料为的混合物，结合两种材料各自的反应机理，推断添加SnO之后的嵌锂机理如下：按照该反应机理，容量的损失主要是由两方面造成的：一是在首次放电过程中，SnO首先发生反应（1），生成纳米尺度的金属锡和氧化锂，该反应是不可逆反应，消耗的锂是不能脱嵌的。同时还进行着反应（2），这部分是可逆的；二是在电极表面生成的钝化膜也会消耗一部分锂，造成一定的容量损失。
出现这种情况的原因可能是由于在反应（1）和（2）同时进行的过程中，反应（1）生成的纳米尺度的Sn随着反应（2）的锂一起嵌入到Li晶格中，生成了掺杂Sn的化合物，这会使得放电平台下降第二个平台出现在0.6V附近，主要发生反应（3）。
3.2交流阻抗研究图。测试的频率范围是10mHz100kHz，每个电位的极化时间为1h.
3.0V下的Nyquist图由高频区的半圆弧和中低频区接近45°的直线组成。高频区的半圆表示的是电荷转移阻抗R和电极溶液界面的双电层电容Cd.中低频区的直线表示的是由扩散控制w，它主要是由两个过程组成：一是锂离子在电极表面的吸附过程；二是锂离子在电极体相中的嵌入脱嵌。溶液的本体电阻R在图中表现为高频区半圆起点处和横轴的交点，主要是电解液电阻、集流体和极耳之间的接触电阻的混合值。
0.8V下的Nyquist图由高频区的大半圆，中频区的小半圆，低频区接近45°的Warburg线和更低频区接近90°的直线组成。高频区的大半圆表示钝化膜的膜电阻R和钝化膜与液体界面的膜电容Cf.中频区的小半圆表示的是电荷转移阻抗，有研究表明，在0.8V的电位附近，电解质开始分解，在电极表面会形成一层钝化膜（SEI膜）。低频区的是Warburg阻抗的特征线，表明此时反应受扩散控制。在更低频区又出现了一条区别于Warburg阻抗线的直线，它更接近于垂直横轴，这表示的是电容的特性，这是由于锂离子在活性物质的晶格中累积或消耗引起的嵌入电容。
0.2V下的Nyquist图基本与0.8V下的相同，但是在中低频区的图形比较散乱。这说明在此电位下，锂离子在钝化膜、电极表面和晶格中的嵌入和脱嵌很不稳定。从充放电曲线和循环伏安图上同样也可以发现，该电位附近的曲线呈现出微小的波动性，说明Li/LiTiSnO体系在此电位下表现出不稳定性。无论是高频区的电荷转移阻抗，还是低频区的扩散阻抗，LiTiSnO均要小于Li说明SnO的加入更加有利于电化学反应的进行和活性离子的扩散。体系的性能研究将制备的LiTiSnO电极和Li电极分别与电极组装成电池，考察它们的循环性能。
Li的充放电效率始终在维持在96%99%之间。LiTiSnO的首次充放电效率为54.6%，Li/LiTiSnO体系下50%的首次充放电效率基本上是接近的，说明在体系下也存在相同的容量损失。在此后的循环过程中，LiTiSnO的充放电效率接近12，基本维持在97%99%之间，这表明在中加入了SnO之后，电极材料还能保持电极的高充放电效率的特点。
4结论通过添加SnO改性Li12，对比研究了改性前后材料的电化学性能。实验显示，在以金属锂为对电极时，改性材料的首次放电容量达400mAh/g充放电效率为50%，存在不可逆容量损失。经过15次循环后，放电容量维持在207.7mAh/g高于未改性的材料。以LiCoO为对电极时，改性材料的首次1，经过15次循环之后，容量衰减仅为3.3%，高于未改性材料。结果表明，直接使用市售SnO改善Li的容量是可行的，改性后的电极材料可用作锂离子电池负极。
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