在儲能系統(tǒng)中,鋰離子二次電池已經(jīng)成為重要的儲能器件,經(jīng)過三十年的發(fā)展其能量密度不斷提高,負(fù)極材料被大量研究。目前石墨負(fù)極在大量應(yīng)用,但低的理論比容量已不能滿足需求,因此必須探索新的材料來代替石墨。硅理論比容量為4200 mAh g-1,是石墨的10多倍,很有應(yīng)用前景。硅商業(yè)化應(yīng)用的瓶頸是其充放電過程中劇烈的體積膨脹（超過300%）,這會使得活性物質(zhì)從集流體上脫離,進(jìn)而造成電極失活,極大地縮短電池壽命。構(gòu)建不同結(jié)構(gòu)的硅基復(fù)合材料能有效緩沖體積膨脹并縮短Li+的傳輸距離,能有效提升電化學(xué)性能。首先,利用化學(xué)去合金化的方法制備出了海綿狀納米多孔硅-銻合金（np-SimSb）。首先利用快速凝固法制備出三元前驅(qū)體合金,通過調(diào)整前驅(qū)體合金的成分（具體比例為 A170（SixSb）30和 A180（SiySb）20（at.%）,其中（x=0.6,0.8,1;y=0.6,0.8,1））,制備出了不同結(jié)構(gòu)及形貌的np-SimSb合金。其中海綿狀的np-Si15Sb15（對應(yīng)的前驅(qū)體為Al70（SiSb）30）具有最均勻的孔結(jié)構(gòu)和最大的比表面積。將np-Si15Sb15作為鋰離子電池負(fù)極,100 mA g... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２鋰離子電池常見負(fù)極材料性能圖［３３］

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??的中空Ｃｏ３０４堆疊結(jié)合而成，用于鋰離子電池負(fù)極，１００?ｎｉＡｇ＾循環(huán)２００周后可??逆比容量為１２８１?ｍＡｈ?ｇ＿１；?Ｈｕ等人［５９］以Ｃｏ３［Ｃｏ（ＣＮ）６］２?ｎＨ２０為前驅(qū)體，通過??秦?＃?＃??Ｆｉｂｅｒ?Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ?Ｔｕｂｅ??■ｉ?ＰＡＮ／Ｃｏ（Ａｃ）２?ＨＩ?ＺＩＦ－６７?■?Ｃａｒｂｏｎ?■?Ｃｏ?■?Ｃ〇３〇４??圖１．３通過多步法以ＺＩＦ－６７為前驅(qū)體制備的Ｃｏ３０４／ＣＮＴ復(fù)合材料［５８］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｃ０３Ｏ４／ＣＮＴ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｂｙ?ｍｕｌｔｉ－ｓｔｅｐ?ｍｅｔｈｏｄ?ｕｓｉｎｇ?ＺＩＦ－６７?ａｓ??ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ［５８］．??空氣煅燒合成了尺寸為６０ｎｍ左右的多孔Ｃ〇３０４，用作鋰離子電池負(fù)極材料，３００??ｍＡ?ｇ＇１循環(huán)５０周比容量為１４６５?ｍＡｈ?ｇ＿１；?Ｆａｎｇ等人［６０］以ＺＩＦ－６７為前驅(qū)體，通??過空氣煅燒等手段在泡沫鎳基底上生長出多孔Ｃ〇３０４，構(gòu)成了柔性的??Ｃｏ３０４／３ＤＮＦ?（３維泡沫鎳）材料，直接作為負(fù)極，具有良好的循環(huán)性能；Ｈｕａｎｇ??等人［６１］以Ｃｏ３［Ｆｅ（ＣＮ）６］２＠Ｎｉ３［Ｃｏ（ＣＮ）６］２為前驅(qū)體，最終合成了一種籠式的??Ｆｅ２０３＠ＮｉＣｏ２０４多金屬氧化物，用作鋰離子電池負(fù)極時(shí)，１００?ｍＡ?ｇ＿ｌ循環(huán)１００周??可逆比容量為１０７９．６?ｍＡｈ?ｇ人有研究表明，像這樣由多種晶體組成的混合物會??表現(xiàn)出比單一晶體更加優(yōu)異的電化學(xué)性能，因?yàn)閮煞N不同的晶粒能將彼此分開從??而避免晶粒團(tuán)聚，得到更好的電化學(xué)性能。??由以上研究發(fā)現(xiàn)，可以通過特殊手段將

?山東大學(xué)硬士學(xué)位論文???ａ?Ｈｉ?９Ｈ〇ｙ??－心．十卞??嫩鱗．ｖ丨，??、二譬Ｈ：罾驗(yàn)??Ｚｎ＇Ｃｏ－ＺＩＦＡ？?Ｚｂ／ＣｏＺＩＦＷ?兔?ＰＤＡ?Ｚｎ＜Ｃｏ＞Ｓ＾Ｎ＜Ｃ??圖１．４?（ａ）?ｒＧＯ＿ＣｏＳｘ復(fù)合材料合成過程示意圖及掃描電鏡圖像［６２］。（ｂ）?Ｚｎ－Ｃｏ－Ｓ包Ｎ－Ｃ??核殼結(jié)構(gòu)村料合成示意圖及掃描電鏡圖像［６３］?５??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?（ａ）?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｔｈｅ?ｉ＜ｊ〇／ＣｏＳｘ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ?ａｎｄ?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ［６２］．?（ｂ）??Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?Ｚｎ－Ｃｏ－Ｓ＠Ｎ－Ｃ?ｃｏｒｅ－ｓｈｅｌｌ?ｓｔｍｃｔｕｒｅ?ｍａｔｅｒｉａｌ?ａｎｄ?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ［６３］．??等［６５］以ＺＩＦ－８為前驅(qū)體合成了由ＺｎＳ納米棒束構(gòu)成的ＺｎＳ?ＮＲ＠ＨＣＰ多面體（圖??１．５?ｂ），具有優(yōu)異的性能；Ｄａｉ等人［６６］利用ＺＩＦ－６７通過兩步法合成了中空的??Ｃｏ３Ｓ４＠Ｃ＠ＭｏＳ；２異質(zhì)結(jié)構(gòu)（圖１．６），同樣具有良好的性能。??ＤＭＦ?Ａ?ｙ?＾?Ａ?ＦｃＳ２＜ｇＳ－ＣＮＲ－ＮＳ（ＭＯＦ）??Ｆｅ－ＭＯＦ?ｋ?Ｃ－??（ＭＩＬ－８８－Ｆｅ）?ＷＳ??ＺＩＦ－８?ＺｎＳ?ＮＲ＠ＨＣＰ??圖１．５（ａ）紡錘形的ＦｅＳ２＠Ｓ－Ｃ納米棒束示意圖及透射電鏡圖像［６４；｜。（ｂ）ＺｎＳＮＲ＠．ＨＣＰ??納米棒束組成的多面體示意圖及掃描電鏡圖像［６５ｈ??Ｆｉｇｕｒｅ?１．５?（ａ）?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｐｉｎｄｌｅ－ｓｈａｐｅｄ?ＦｅＳ池Ｓ－Ｃ?ｎａｎｏｒｏｄｓ?ａｎｄ?ＴＥＭ??ｉ


本文編號：2921051