發(fā)布時間：2021-03-09 22:43

　　負極材料是鋰離子電池中不可或缺的部分,對電池的能量密度、循環(huán)壽命和安全性能等關(guān)鍵指標起到?jīng)Q定性的作用。隨著鋰離子電池能量密度的不斷提高,傳統(tǒng)的石墨材料(理論容量僅為372 mAh g^-1)已經(jīng)不能完全滿足人們的需求,研究高能量密度負極材料迫在眉睫。硅基材料由于具有儲量豐富、理論容量高(Li₁₅Si₄,3579 mAh g^-1)以及嵌鋰電位低（<0.4 V vs Li/Li⁺）等優(yōu)點,成為研究者追逐的熱點。然而,硅在脫出/嵌入鋰時會發(fā)生較大的體積變化,反復(fù)的充放電過程使得硅無法調(diào)節(jié)由于體積變化所產(chǎn)生的應(yīng)力,導(dǎo)致硅基材料的粉化或破裂,從而使活性物質(zhì)從集流體上剝落以及電子接觸失效,最終造成電池容量的迅速衰退。此外,硅的導(dǎo)電性差。針對上述問題,本文嘗試采用高壓濺射法并結(jié)合熱處理制備三維分級多孔氮摻雜碳包覆硅微球復(fù)合材料;利用靜電紡絲技術(shù)制備了硅/金屬有機框架（ZIF-8）/聚丙烯腈（PAN）,經(jīng)過熱處理得到Si/C-ZIF-8/CNFs納米纖維復(fù)合材料;通過溶膠凝膠與自模板法并結(jié)... 

【文章來源】：新疆大學新疆維吾爾自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

（a）圓柱形；（b）方形；（c）扣式；（d）薄板型電池結(jié)構(gòu)組成示意圖

新疆大學碩士研究生學位論文極；在充電時，鋰離子從正極材料中脫出，經(jīng)過電解液嵌入到負極材料中，程負極材料從外電路供給得到電子；在放電時，鋰離子從負極材料中脫出，過電解液，嵌入到正極材料中，此過程正極材料從外電路供給得到電子。以oO2為正極，C 為負極，其充放電過程的反應(yīng)可表示為：正極：LiCoO2 Li1-xCoO2+xLi++xe-（1.1）負極：6C+xLi++xe- LixC6（1.2）總反應(yīng)：LiCoO2+6C Li1-xCoO2+ LixC6（1.3）

圖 1-3 插層型、轉(zhuǎn)化型、合金化型材料的儲能機制示意圖[13]Figure 1-3 Storage mechanisms for intercalation-based, conversion reaction-based andalloying-based LIBs anode materials.1.3.2 金屬氧化物基材料金屬氧化物由于具有高的容量和能量密度，吸引了研究者的關(guān)注。除了鈦屬氧化物，其余的金屬氧化物的儲能機制是一種典型的轉(zhuǎn)化型反應(yīng)（氧化還應(yīng)），與傳統(tǒng)意義上的鋰離子脫嵌過程不同，該類金屬氧化物通常為巖鹽結(jié)構(gòu)次放電時，鋰離子嵌入到金屬氧化物中，形成金屬單質(zhì) M（M=Fe，Co，Nn，Cu，Sn 等）和氧化鋰的混合相。在金屬氧化物的材料中，氧化鐵具有高換效率、大的可利用性以及低的成本等優(yōu)勢[20]，成為金屬氧化物中較為典負極材料；然而，電子導(dǎo)電性和循環(huán)穩(wěn)定性較差，通常利用表面改性、與其料復(fù)合以及調(diào)控形貌等手段來改善其電化學性能[21]。氧化鎳由于具有儲量，環(huán)境友好等特點，使得其成為一種有前景的負極材料，Liu 等[22]

【參考文獻】：
期刊論文
[1]硼基鋰鹽電解質(zhì)在鋰離子電池中的應(yīng)用[J]. 仇衛(wèi)華,閻坤,連芳,喬亞非.  化學進展. 2011(Z1)
[2]鋰離子電池電極材料的研究進展[J]. 付文莉.  電源技術(shù). 2009(09)



本文編號：3073599