鋰離子電池（LIB）具有容量大、轉(zhuǎn)換效率高、對(duì)環(huán)境友好和循環(huán)壽命高等優(yōu)異性能,受到許多研究學(xué)者的廣泛關(guān)注。對(duì)鋰離子電池性能的改善基于電池內(nèi)部各組元的共同優(yōu)化,負(fù)極材料作為鋰離子的電池系統(tǒng)重要組成部分之一,對(duì)鋰電池性能的提升有著至關(guān)重要的意義。Si具有比容量高,嵌鋰電位低等特點(diǎn),是當(dāng)下鋰離子電池負(fù)極材料最具前景材料之一,然而其充放電過程中的合金化/去合金化伴隨著嚴(yán)重的體積效應(yīng)制約了其應(yīng)用與發(fā)展�；诖�,本文旨在制備一種解決硅負(fù)極材料缺陷的鋰離子電池復(fù)合材料,采用價(jià)格低廉的微米硅作為原材料,首先利用金屬銀誘導(dǎo)腐蝕得到多孔硅顆粒,再通過噴霧干燥法在多孔硅顆粒上包覆一層熱解碳?xì)?得到核-殼結(jié)構(gòu)的硅碳復(fù)合負(fù)極材料,繼而通過改變粘結(jié)劑的種類進(jìn)一步改善復(fù)合材料性能。BET、XRD和SEM觀察復(fù)合材料微觀形貌與物相組成,恒流充放電、阻抗分析和循環(huán)伏安研究其電化學(xué)性能。主要研究結(jié)果如下:（1）利用金屬誘導(dǎo)化學(xué)腐蝕法對(duì)微米硅顆粒進(jìn)行刻蝕,在Si表面形成納米介孔,制得三維海綿狀多孔硅負(fù)極材料。其孔洞結(jié)構(gòu)能夠一定程度上緩解Si負(fù)極材料的體積效應(yīng),并提高材料的導(dǎo)電性和鋰離子在正負(fù)極間的擴(kuò)散速率。相比未經(jīng)腐蝕的微... 

【文章來源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

鋰離子電池充放電過程原理圖

圖 1-2 HM-Si/SnO2/C 納米棒的制備過程示意圖[57][57]提出了一種通過新型模板接合方法制備由氧化錫和碳（負(fù)極材料（如圖 1-2）。首先利用 Fe2O3為納米立方體硬硅源，鎂熱還原法得到具有立方特殊微觀結(jié)構(gòu)的中空介

圖 1-5 Cu3Si 摻雜 PS 各試樣電化學(xué)性能測(cè)試曲線圖[59] 硅/碳復(fù)合負(fù)極材料通過對(duì)硅材料進(jìn)行復(fù)合來改善硅基鋰離子電池性能是較為常用的改通過引入一些非活性基質(zhì)來充當(dāng)硅基鋰離子電池在充放電過程中的緩以避免硅材料在嵌鋰過程中的晶格長大導(dǎo)致的粉化現(xiàn)象。一般來說，料時(shí)通常采用導(dǎo)電性較好、電荷轉(zhuǎn)移較快的非活性基質(zhì)，其原因是這能夠在充當(dāng)緩沖層的同時(shí)彌補(bǔ)硅材料電導(dǎo)率的不足。金屬類基質(zhì)有 Ti261]、TiC[62]、Cu/C[63]和上節(jié)所提到 Cu3Si[64]等。目前許多鋰離子電池科也開始通過引入碳材料來作為硅材料的活性基質(zhì)。例如通過添入碳納石墨烯[66]、無定型碳或石墨等碳基活性基質(zhì)，在緩解體積效應(yīng)和導(dǎo)電，還一定程度上的提供了硅負(fù)極電池的容量。硅/碳復(fù)合負(fù)極材料分為包覆型兩大類:一類是將硅材料納米化，從而嵌入在碳材料基體上；第-殼結(jié)構(gòu)包覆型，通過獲得碳源前驅(qū)體（后續(xù)制備一般通過高溫碳化將熱解），在硅材料表面包覆上一層致密的熱解碳層。這種硅/碳復(fù)合負(fù)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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