【摘要】：近年來(lái)隨著新型產(chǎn)業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展,電動(dòng)汽車等新能源產(chǎn)品得到了廣泛應(yīng)用,對(duì)高性能動(dòng)力型鋰離子電池的需求量也越來(lái)越大。以碳類材料為代表的傳統(tǒng)負(fù)極材料由于受到理論容量的限制(石墨理論比容量為372 mAh/g)已逐漸不能滿足高容量鋰離子電池的要求。高容量負(fù)極材料已經(jīng)成為鋰離子電池發(fā)展的目標(biāo)之一,而硅材料因具有高達(dá)4200 mAh/g的理論比容量成為今年來(lái)研究的熱點(diǎn)之一。但是硅負(fù)極材料低的電導(dǎo)率、嚴(yán)重的體積效應(yīng)和差的循環(huán)穩(wěn)定性等缺點(diǎn),嚴(yán)重制約了其商業(yè)化應(yīng)用。導(dǎo)電聚合物能夠給電子提供一個(gè)快速遷移的通道并且可以緩沖活性材料硅在充放電過(guò)程中的體積效應(yīng)。本論文成功制備了硅導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料,復(fù)合材料相比于純納米硅顆粒有較好的循環(huán)穩(wěn)定性。1、采用氯仿做為反應(yīng)溶劑,在室溫下通過(guò)原位氧化聚合反應(yīng)制備得到聚噻吩包覆硅復(fù)合負(fù)極材料。經(jīng)過(guò)紅外光譜結(jié)構(gòu)表征,證明了噻吩的氧化聚合主要是發(fā)生在α位,得到的主要是α-α型聚噻吩。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探索得到,硅與噻吩的投料比為7:3,催化劑與噻吩的摩爾比為4:1,氧化聚合10 h得到的復(fù)合材料具有較好的電化學(xué)循環(huán)性能。復(fù)合材料經(jīng)過(guò)50次充放電循環(huán)后比容量仍然有479mAh/g。2、以納米硅顆粒和苯胺與吡咯為原材料,通過(guò)原位化學(xué)氧化法成功制備出了一種新型的導(dǎo)電吡咯苯胺共聚物包覆納米硅復(fù)合材料。研究中采用掃描電鏡、紅外光譜和X-射線衍射對(duì)復(fù)合材料形貌及結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,并將其作為鋰離子電池負(fù)極材料,探討了硅/聚苯胺-吡咯不同質(zhì)量比,共聚物制備過(guò)程中不同pH值和時(shí)間對(duì)其電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:質(zhì)量比對(duì)硅-吡咯苯胺共聚物材料的電化學(xué)性能有較大影響。當(dāng)納米硅顆粒與吡咯和苯胺的質(zhì)量比為1:1時(shí),復(fù)合材料經(jīng)過(guò)50次充放電循環(huán)后比容量還有637 mAh/g。
【學(xué)位授予單位】：西北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB332;TM912

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本文編號(hào)：2561090