鋰離子電池因其優(yōu)異的性能,在新能源領(lǐng)域扮演著不可替代的角色。硅是目前比容量最高(4200mAh/g)的材料,但其直接用于負極會引起材料內(nèi)部嚴重的體積膨脹(400%),導(dǎo)致電池容量衰減快、循環(huán)性能差等。有大量實例表明,將硅和其他材料復(fù)合能夠有效緩解硅的體積膨脹,并使其循環(huán)壽命得到提升。硅碳復(fù)合是當前的研究熱點。本論文通過對煤瀝青進行改性,以改性煤瀝青為碳源和硅復(fù)合制備C/Si復(fù)合材料。論文的主要研究工作及成果如下:1、瀝青改性乳液聚合體系下改性瀝青,考察了原料用量、乳化劑加入次序以及剪切速率等對乳化瀝青穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明,通過調(diào)節(jié)以上參數(shù)無法得到穩(wěn)定的乳化瀝青。最終得到結(jié)論:煤瀝青粘度太大不易采用乳化方式進行改性。本體聚合體系下改性,考察氧化還原劑的用量和種類、反應(yīng)溫度、煤瀝青用量和單體用量比例等對單體轉(zhuǎn)化率的影響,最終得出煤瀝青改性最佳工藝:煤瀝青:單體=1:1,苯乙烯:丙烯腈=7:3,BPO占瀝青質(zhì)量0.54%,咪唑啉占瀝青質(zhì)量3‰,反應(yīng)溫度50℃。2、測試與表征對改性瀝青用FIR、TGA、SEM、XRD等進行分析和表征。結(jié)果表明,本課題制備的改性瀝青性能有很大改善。3、制備C/... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 緒論
    1.1 煤瀝青
        1.1.1 煤瀝青的物理性質(zhì)和化學(xué)組成
        1.1.2 煤瀝青的應(yīng)用
    1.2 改性瀝青
        1.2.1 聚合物改性瀝青
        1.2.2 非聚合物改性
    1.3 鋰離子電池的概述
        1.3.1 鋰離子電池的簡介
        1.3.2 鋰離子電池的負極材料
    1.4 C/Si復(fù)合負極材料
        1.4.1 C/Si復(fù)合負極材料的研究進展
        1.4.2 C/Si復(fù)合負極材料的結(jié)構(gòu)
        1.4.3 C/Si復(fù)合負極材料的制備方式
        1.4.4 C/Si復(fù)合負極材料存在的問題
    1.5 選題思路、創(chuàng)新點和工作內(nèi)容
        1.5.1 選題思路
        1.5.2 創(chuàng)新點
        1.5.3 工作內(nèi)容
2 實驗部分
    2.1 實驗原料及實驗儀器
        2.1.1 實驗原料及精制
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 單體聚合改性煤瀝青的方法
        2.2.1 乳液體系改性煤瀝青
        2.2.2 本體聚合體系改性
    2.3 測試方法及表征
        2.3.1 聚合單體轉(zhuǎn)化率的測定
        2.3.2 紅外光譜表征
        2.3.3 熱失重法（TGA）分析
        2.3.4 掃描電鏡（SEM）
        2.3.5 X射線衍射法
        2.3.6 循環(huán)性能測試
    2.4 本章小結(jié)
3 煤瀝青改性條件探究和碳化行為測試
    3.1 乳液體系改性條件的探究
        3.1.1 乳化劑濃度
        3.1.2 剪切速率和溫度
        3.1.3 乳化劑分步分量加入
    3.2 本體聚合體系改性條件探究
        3.2.1 引發(fā)劑種類
        3.2.2 還原劑種類
        3.2.3 反應(yīng)溫度
        3.2.4 還原劑的用量
        3.2.5 煤瀝青和單體溶劑用量
        3.2.6 咪唑啉加入量
    3.3 碳化行為測試分析
        3.3.1 試樣
        3.3.2 紅外光譜
        3.3.3 熱失重法
        3.3.4 掃描電鏡
        3.3.5 X射線衍射法
    3.4 本章小結(jié)
4 C/Si復(fù)合負極材料的制備與性能測試
    4.1 乳化法制備C/Si復(fù)合材料
        4.1.1 C/Si復(fù)合材料的制備
        4.1.2 循環(huán)性能測試
        4.1.3 XRD
        4.1.4 SEM
    4.2 溶劑溶解法制備C/Si復(fù)合材料
        4.2.1 C/Si復(fù)合材料的制備
        4.2.2 循環(huán)性能
        4.2.3 XRD
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]碳硅復(fù)合電極材料在鋰離子電池中的應(yīng)用研究[J]. 楊曉武,李曉葉.  電源技術(shù). 2017(12)
[2]瀝青包覆Si/G/C復(fù)合材料的制備與性能研究[J]. 阮威,王英,唐仁衡,肖方明,孫泰.  電源技術(shù). 2017(04)
[3]硅/碳復(fù)合材料的高溫熱解法制備及其電化學(xué)性能[J]. 王建平,田文懷,楊道均,吳寧寧.  工程科學(xué)學(xué)報. 2015(08)
[4]道路用聚氨酯改性瀝青的性能研究[J]. 劉穎,辛星.  石油瀝青. 2015(01)
[5]等離子體輔助球磨Si-C復(fù)合負極材料及其電化學(xué)性能研究[J]. 陳宇龍,胡仁宗,劉輝,孫威,朱敏.  電化學(xué). 2014(01)
[6]多孔硅/碳復(fù)合負極材料的制備及電化學(xué)性能[J]. 于曉磊,楊軍,馮雪嬌,高鵬飛,王久林,努麗燕娜.  無機材料學(xué)報. 2013(09)
[7]硅/天然石墨/瀝青炭復(fù)合材料的合成及其電化學(xué)性能[J]. 李明齊,向衛(wèi)民,任兆剛,王靜.  新型炭材料. 2011(06)
[8]Si/C復(fù)合材料電極首次嵌鋰過程的電化學(xué)阻抗譜研究[J]. 杜莉莉,莊全超,魏濤,史月麗,強穎懷,孫世剛.  化學(xué)學(xué)報. 2011(22)
[9]中間相瀝青及其應(yīng)用研究進展[J]. 周穎,安光,王六平,宋曉娜,邱介山.  化工進展. 2011(11)
[10]苯基硅油集束劑對中間相瀝青纖維不熔化過程影響[J]. 陳龍,劉輝,遲偉東,沈曾民.  炭素技術(shù). 2010(04)

博士論文
[1]化學(xué)氣相沉積法合成鋰離子電池硅碳復(fù)合負極材料的研究[D]. 朱小奕.青島大學(xué) 2013
[2]鋰離子電池硅基復(fù)合負極材料的制備及電化學(xué)研究[D]. 高鵬飛.上海交通大學(xué) 2013

碩士論文
[1]高低溫復(fù)合工藝制備丁苯膠乳的研究[D]. 丁國慶.大連理工大學(xué) 2016
[2]鋰離子電池多孔硅基材料的制備及改性研究[D]. 王攀攀.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[3]中間相瀝青基碳纖維紡絲油劑及其后處理研究[D]. 陳龍.北京化工大學(xué) 2010



本文編號：2904498