發(fā)布時(shí)間：2021-01-07 03:03

　　鋰離子電池具有能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),目前已得到廣泛的研究與應(yīng)用。硅負(fù)極材料被認(rèn)為是極具發(fā)展?jié)摿Φ男乱淮囯x子電池負(fù)極材料,它的理論比容量高達(dá)3579 mAh/g,而且工作電壓低,儲(chǔ)量豐富。然而,在鋰的嵌入和脫出過(guò)程中,硅負(fù)極材料體積變化巨大（大于300%）,導(dǎo)致顆粒發(fā)生粉碎,因此,硅基負(fù)極材料具有較差的循環(huán)穩(wěn)定性能,這嚴(yán)重限制了它的商業(yè)化應(yīng)用。在硅基負(fù)極材料嵌鋰的過(guò)程中,電解液成分在電極表面發(fā)生反應(yīng)形成固體電解質(zhì)中間相（SEI）膜。致密和穩(wěn)定的SEI膜可以緩解硅基負(fù)極材料在循環(huán)過(guò)程中裂紋的產(chǎn)生和顆粒粉化,提高其電化學(xué)性能。因此,電解液成分對(duì)SEI膜的性質(zhì)有著非常大的影響。但是,目前關(guān)于電解液的研究主要是建立在碳負(fù)極材料的基礎(chǔ)上,而對(duì)適用于硅基負(fù)極材料的鋰離子電池電解液研究較少。本文通過(guò)優(yōu)化電解液基本成分以及加入特殊電解液添加劑等方法來(lái)改善SEI膜,提高硅基材料的電化學(xué)性能。研究了不同碳酸乙烯酯（EC）/碳酸二乙酯（DEC）配比和LiPF6濃度對(duì)Si/C負(fù)極材料電化學(xué)性能的影響。在以1.0mol/LLiPF6為鋰鹽,不同配比的EC/DEC為溶劑的電解液中,隨... 

【文章來(lái)源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：117 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 鋰離子電池概述
        1.1.1 引言
        1.1.2 鋰離子電池的工作原理及結(jié)構(gòu)
        1.1.3 鋰離子電池的發(fā)展歷程
    1.2 鋰離子電池關(guān)鍵材料
        1.2.1 鋰離子電池正極材料
        1.2.2 鋰離子電池負(fù)極材料
        1.2.3 鋰離子電池電解質(zhì)
    1.3 硅基負(fù)極材料研究進(jìn)展
        1.3.1 硅基負(fù)極材料儲(chǔ)鋰機(jī)制及主要問(wèn)題
        1.3.2 硅基負(fù)極材料的性能改善
    1.4 鋰離子電池電解液的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 有機(jī)液體電解質(zhì)
        1.4.2 離子液體電解質(zhì)
    1.5 問(wèn)題的提出及本論文的研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)樣品與研究方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及樣品制備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.1.2 材料制備方法
    2.2 電極制作,電解液配制和電池裝配
        2.2.1 電極制作
        2.2.2 電解液配制
        2.2.3 扣式電池組裝
    2.3 電池電化學(xué)性能與電解液理化性質(zhì)測(cè)試
        2.3.1 靜態(tài)恒流充放電測(cè)試
        2.3.2 循環(huán)伏安測(cè)試（CV）
        2.3.3 電化學(xué)交流阻抗譜（EIS）
        2.3.4 高低溫下恒流充放電測(cè)試
        2.3.5 電解液離子電導(dǎo)率測(cè)試
    2.5 材料和電極的結(jié)構(gòu)形貌表征
        2.5.1 SEM測(cè)試
        2.5.2 TEM測(cè)試
        2.5.3 傅立葉紅外光譜（FTIR）測(cè)試
        2.5.4 X射線光電子能譜（XPS）測(cè)試
6的作用及優(yōu)化">第三章 Si/C負(fù)極材料電解液中EC/DEC和LiPF₆的作用及優(yōu)化
    3.1 引言
    3.2 Si/C負(fù)極材料電解液中EC/DEC比例的選擇和優(yōu)化
        3.2.1 EC/DEC比例對(duì)電解液離子電導(dǎo)率的影響
        3.2.2 EC/DEC比例對(duì)Si/C負(fù)極材料電化學(xué)性能的影響
        3.2.3 EC/DEC比例對(duì)Si/C負(fù)極材料電極結(jié)構(gòu)和形貌的影響
        3.2.4 不同EC/DEC比例下Si/C負(fù)極材料表面化學(xué)成分的分析
6濃度的選擇與優(yōu)化">    3.3 Si/C負(fù)極材料電解液中LiPF₆濃度的選擇與優(yōu)化
6濃度對(duì)電解液離子電導(dǎo)率的影響">        3.3.1 LiPF₆濃度對(duì)電解液離子電導(dǎo)率的影響
6濃度對(duì)Si/C負(fù)極材料電化學(xué)性能的影響">        3.3.2 LiPF₆濃度對(duì)Si/C負(fù)極材料電化學(xué)性能的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 有機(jī)成膜添加劑FEC和VC對(duì)Si/C負(fù)極材料電化學(xué)性能影響及作用機(jī)理研究
    4.1 引言
    4.2 FEC添加劑對(duì)Si/C負(fù)極材料電化學(xué)性能影響及作用機(jī)理探討
        4.2.1 不同含量的FEC對(duì)Si/C負(fù)極材料電化學(xué)性能影響
        4.2.2 FEC含量對(duì)Si/C負(fù)極材料電極結(jié)構(gòu)和形貌影響
        4.2.3 FEC添加劑對(duì)Si/C負(fù)極材料電化學(xué)性能影響的機(jī)理分析
    4.3 VC添加劑對(duì)Si/C負(fù)極材料電化學(xué)性能影響及作用機(jī)理探討
        4.3.1 不同含量的VC對(duì)Si/C負(fù)極材料電化學(xué)性能研究
        4.3.2 VC含量對(duì)Si/C負(fù)極材料電極結(jié)構(gòu)和形貌影響
        4.3.3 VC添加劑對(duì)Si/C負(fù)極材料影響的機(jī)理分析
    4.4 本章小結(jié)
2CO₃的添加對(duì)其電化學(xué)性能的影響">第五章 Si/C負(fù)極材料中K₂CO₃的添加對(duì)其電化學(xué)性能的影響
    5.1 引言
2CO₃添加劑對(duì)Si/C負(fù)極材料的作用及其機(jī)理">    5.2 K₂CO₃添加劑對(duì)Si/C負(fù)極材料的作用及其機(jī)理
2CO₃含量對(duì)Si/C負(fù)極材料電化學(xué)性能研究的影響">        5.2.1 K₂CO₃含量對(duì)Si/C負(fù)極材料電化學(xué)性能研究的影響
2CO₃含量對(duì)Si/C電極結(jié)構(gòu)和形貌影響">        5.2.2 K₂CO₃含量對(duì)Si/C電極結(jié)構(gòu)和形貌影響
2CO₃含量對(duì)Si/C負(fù)極材料電極表面化學(xué)成分的分析影響">        5.2.3 K₂CO₃含量對(duì)Si/C負(fù)極材料電極表面化學(xué)成分的分析影響
    5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 對(duì)未來(lái)研究工作的展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)介
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其它研究成果



本文編號(hào)：2961772