具有纳米相复合结构的互不溶Al-Sn合金的嵌锂特性

本项目对互不溶体系纳米相复合结构负极材料Al-Sn合金的嵌锂特性开展研究，拟分别采用物理气相沉积法和机械合金化法制备出具有纳米相复合结构的Al-Sn合金薄膜和粉体，着重研究和探索Sn纳米线的生长规律和形成机理。研究该纳米复合Al-Sn合金电极的电化学反应过程及相关的嵌锂/脱锂反应机制，电极材料的微观结构变化、应变和开裂、与电解液界面作用等的微观机理。研究外界温度和自身电场的反复作用对电极材料的微观结构变化和电化学性能的影响；探索在液态电解质电化学环境中金属基纳米相复合薄膜的电迁移现象。本项目研究将揭示互不溶体系中纳米相复合结构特征与储锂特性的关系，掌握互不溶纳米相复合电极的微观结构在嵌锂/脱锂循环过程的结构演变和稳定性。这对于发展一类新的具有高性能的锂离子电池负极材料 - 互不溶体系合金负极材料具有重要的指导意义。

本项目对互不溶体系纳米相复合结构负极材料Al-Sn 合金的嵌锂特性开展研究，分别采用物理气相沉积法、球磨和等离子体辅助球磨等方法制备出具有纳米相复合结构的Al-Sn 合金、Sn-C、Sn-NiTi等Sn基互不溶体负极材料薄膜和粉体，着重研究和探索Sn 纳米线生长规律和多尺度纳米复合相的形成机理。较好地揭示了互不溶体系中纳米相复合结构特征与储锂特性的关系，掌握互不溶纳米相复合电极的微观结构在嵌锂/脱锂循环过程的结构演变和稳定性。为了对所研究的负极材料进行整体电池性能测试，我们还开展了纳米相复合Li-V-O正极材料薄膜的研究。本项目的各项研究内容已经完成，获得较好的研究成果。截至目前，在国内外学术刊物共发表学术论文12篇，其中SCI收录论文10篇，申请发明专利5项。