硅在目前已知鋰離子電池負(fù)極材料中具有最高理論比容量,約為石墨類負(fù)極的十倍,極具規(guī)�；褂脻摿�。然而,硅基負(fù)極材料在嵌鋰反應(yīng)過程中的體積膨脹高達(dá)300%以上,造成電極材料粉化,導(dǎo)致容量迅速衰退,而且硅較差的本征導(dǎo)電性,使其脫嵌鋰反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)性能較差。引入高電子電導(dǎo)率相和脫嵌鋰反應(yīng)惰性相以提高硅基電極的導(dǎo)電性和緩沖嵌鋰過程的體積膨脹,是提高硅基負(fù)極材料電化學(xué)性能的有效方法。此外,高性能的硅基負(fù)極材料還存在制備成本高的問題。本論文以太陽能電池硅片切割廢料Si為主要原材料,采用多種簡單高效的方法制備低成本高性能的硅基負(fù)極材料。研究結(jié)果表明,廢料Si經(jīng)過砂磨處理后,顆粒尺寸由微米減少到亞微米,作為鋰離子電池電極材料,在300 mA/g的電流密度下,首次放電和充電容量分別達(dá)到3114和1992 mA h/g,經(jīng)過200次循環(huán),容量保持有1132 mAh/g,其容量和循環(huán)性能顯著提高。在350°C到950°C熱處理過程中,廢料Si的結(jié)晶度不斷增加,材料首次庫倫效率和循環(huán)穩(wěn)定性隨熱處理溫度的升高而提高。廢料Si經(jīng)過添加密胺和結(jié)合砂磨處理以及噴霧熱解,形成了一種由富氮碳包覆Si一次顆粒組成多孔球形顆粒的... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋰離子電池工作原理示意圖[14]

(6)資源儲(chǔ)量豐富,成本低,對環(huán)境友好。圖1.3是鋰離子電池正極材料的電壓與容量的示意圖。目前的鋰離子電池正極材料主要是金屬鋰與過渡金屬元素形成的嵌鋰化合物,按結(jié)構(gòu)分類可以分為三類:(1)六方層狀結(jié)構(gòu),例如LiCoO2(LCO);(2)立方尖晶石結(jié)構(gòu),例如LiMn2O4(LMnO);(3)正交橄欖石結(jié)構(gòu),例如LiFePO4(LPO)。圖1.4是以上三種典型過渡金屬氧化物正極材料的晶體結(jié)構(gòu)。

圖1.3是鋰離子電池正極材料的電壓與容量的示意圖。目前的鋰離子電池正極材料主要是金屬鋰與過渡金屬元素形成的嵌鋰化合物,按結(jié)構(gòu)分類可以分為三類:(1)六方層狀結(jié)構(gòu),例如LiCoO2(LCO);(2)立方尖晶石結(jié)構(gòu),例如LiMn2O4(LMnO);(3)正交橄欖石結(jié)構(gòu),例如LiFePO4(LPO)。圖1.4是以上三種典型過渡金屬氧化物正極材料的晶體結(jié)構(gòu)。(1)六方層狀結(jié)構(gòu)


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