鋰離子電池作為一種非常有希望的儲(chǔ)能器件,目前它的能量密度仍難以滿足動(dòng)力汽車對鋰離子電池高比能量的需求。硅基負(fù)極材料雖然具有儲(chǔ)量豐富、安全性高、嵌鋰平臺(tái)電壓低（<0.5 V）以及理論容量高(4200 mAhg^-1)等優(yōu)點(diǎn),但是,硅在鋰化過程中會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的體積效應(yīng)（>300%）,致使硅材料粉碎、生成不穩(wěn)定的固體電解質(zhì)界面膜,從而導(dǎo)致電極容量快速衰減。此外,硅材料較差的導(dǎo)電性使其具有較差的倍率性能,這些缺點(diǎn)對硅基負(fù)極材料的實(shí)際應(yīng)用造成很大障礙。因此,開發(fā)出具有優(yōu)異電化學(xué)性能的硅基負(fù)極材料是非常有意義的。本論文以發(fā)展高性能的硅基負(fù)極為目標(biāo),通過合理設(shè)計(jì),采用不同方法制備具有優(yōu)異電化學(xué)性能的納米硅基負(fù)極材料;利用簡單鎂熱還原法,以廉價(jià)硅藻土為硅源制備出多孔硅,并以自制多孔硅為原料,制備出循環(huán)穩(wěn)定性高的多孔硅基負(fù)極材料。具體研究內(nèi)容與研究結(jié)果如下:（1）石墨烯和碳納米管復(fù)合改性納米硅負(fù)極材料的制備。選擇納米硅粉為研究對象,使用一種簡單方法制備出氮摻雜碳包覆納米硅分散在氮摻雜石墨烯和碳納米管復(fù)合基體中的硅碳復(fù)合材料,并通過對納米硅表面靜電修飾,改善納米硅團(tuán)聚現(xiàn)象... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：145 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

硅電極材料失效機(jī)制示意圖

學(xué)電源應(yīng)用領(lǐng)域中占據(jù)最具競爭力的位置，這些與鋰離密切相關(guān)，具體表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：量密度大：鋰離子電池的體積比能量和質(zhì)量比能量較常如圖 1-2 所示，而且通過研發(fā)新電極材料，鋰離子電池高的潛力。作電壓高：單個(gè)電池的額定電壓為 3.7~3.8V，是鎳鎘或當(dāng)于 3 個(gè)充電電池串聯(lián)）。低溫適應(yīng)性強(qiáng)：一般能夠在 248~318K 的環(huán)境下使用，料進(jìn)行改進(jìn)，使用溫度可以達(dá)到 233~343K。環(huán)壽命長：鋰離子電池一般均可達(dá)到 500 次以上循環(huán)，上，使用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池其循環(huán)壽。全性好、無記憶效應(yīng)：鋰離子電池負(fù)極由于使用鋰離子金屬鋰，在充放電循環(huán)時(shí)不存在鋰枝晶問題，安全性能發(fā)生在鎳氫電池和鎳鎘電池上的記憶效應(yīng)。環(huán)境友好：鋰離子電池中不含鉛、鎘、汞等對環(huán)境有污

第 1 章 緒 論構(gòu)正極材料以及以 LiMn2O4（S-LMO）和 LiNi0.5Mn1.5尖晶石型結(jié)構(gòu)正極材料。負(fù)極材料主要包括碳素材料它碳類負(fù)極）、合金負(fù)極材料（錫基合金、銻基合金和硅物材料（SnO、SnO2、TiO2、CuO 和 LixFe2O3等）。池實(shí)際上是一種濃差電池，其工作原理示意圖如 1-3

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]納米材料的表面修飾與應(yīng)用[J]. 張萬忠,喬學(xué)亮,陳建國,王洪水.  化工進(jìn)展. 2004(10)

博士論文
[1]硅和鍺基納米材料的合成及作為鋰離子電池負(fù)極材料的研究[D]. 于敬學(xué).浙江大學(xué) 2014



本文編號：3036251