近年來(lái),便攜式電子設(shè)備和電動(dòng)汽車在人們?nèi)粘Ｉ钪锌焖倨占鞍l(fā)展,制備更高能量密度和更長(zhǎng)循環(huán)壽命的鋰離子電池面臨巨大挑戰(zhàn)。與傳統(tǒng)的商業(yè)化石墨負(fù)極相比,硅材料具有超高的體積和質(zhì)量比容量,因此成為最具應(yīng)用前景的鋰離子電池負(fù)極材料。但是,在充放電循環(huán)過(guò)程中,硅基材料因嚴(yán)重的體積膨脹效應(yīng)使電極材料發(fā)生粉化,進(jìn)而導(dǎo)致迅速的容量衰減。目前的研究重點(diǎn)集中在如何解決硅的體積膨脹。本論文選取硅碳復(fù)合納米材料作為研究對(duì)象,通過(guò)設(shè)計(jì)和合成具有不同結(jié)構(gòu)和組分的硅碳復(fù)合納米材料來(lái)提高電極材料電化學(xué)性能。具體來(lái)說(shuō),我們利用簡(jiǎn)單的水解包覆法、鎂熱還原法、化學(xué)氣相沉積法、溶液水熱法、熱分解法和噴霧干燥法等不同手段成功制備了一維MWCNTs@Si復(fù)合納米材料、MWCNTs@Si/SiO_x@C核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合納米材料、二維RGO@Si復(fù)合納米材料、Si@C復(fù)合納米管、多孔Si/SiO_x復(fù)合納米材料、超細(xì)多孔硅碳復(fù)合納米材料等�；趶�(fù)合材料結(jié)構(gòu)和組分的優(yōu)勢(shì),以上硅碳復(fù)合納米材料電極均顯示出優(yōu)異的電化學(xué)性能。本文取得的創(chuàng)新成果如下:（1）采用簡(jiǎn)單的鎂熱法將MWCNTs@SiO_2<... 

【文章來(lái)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(yè)數(shù)】：169 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池基礎(chǔ)
        1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展歷史
        1.2.2 鋰離子電池的特點(diǎn)和工作原理
    1.3 鋰離子電池負(fù)極材料
        1.3.1 鋰離子電池負(fù)極材料簡(jiǎn)介
        1.3.2 硅基負(fù)極材料的嵌鋰機(jī)制和存在問(wèn)題
        1.3.3 硅基負(fù)極材料的研究進(jìn)展
    1.4 硅碳復(fù)合負(fù)極材料研究進(jìn)展
        1.4.1 硅碳復(fù)合負(fù)極材料的研究意義
        1.4.2 包覆型硅碳負(fù)極材料
        1.4.3 負(fù)載型硅碳負(fù)極材料
        1.4.4 分散型硅碳負(fù)極材料
    1.5 本文的立題依據(jù)與研究?jī)?nèi)容
第二章 材料合成、表征及測(cè)試方法
    2.1 材料合成
        2.1.1 化學(xué)試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 材料表征
    2.3 器件制備
        2.3.1 極片制作
        2.3.2 電池組裝
    2.4 電化學(xué)性能測(cè)試
第三章 碳納米管、石墨烯與硅復(fù)合納米材料的制備及儲(chǔ)鋰性能研究
    3.1 引言
    3.2 MWCNTs@Si復(fù)合納米材料的制備、表征及鋰電性能研究
        3.2.1 MWCNTs@Si復(fù)合納米材料的制備
        3.2.2 MWCNTs@Si復(fù)合納米材料的表征
        3.2.3 MWCNTs@Si復(fù)合納米材料的鋰電性能研究
    3.3 MWCNTs@Si/SiO_x@C復(fù)合納米材料的制備及鋰電性能研究
        3.3.1 MWCNTs@Si/SiO_x@C復(fù)合納米材料的制備
        3.3.2 MWCNTs@Si/SiO_x@C復(fù)合納米材料的表征及鋰電性能研究
    3.4 RGO@Si復(fù)合納米材料的制備、表征及鋰電性能研究
        3.4.1 RGO@Si復(fù)合納米材料的制備
        3.4.2 RGO@Si復(fù)合納米材料的表征
        3.4.3 RGO@Si復(fù)合納米材料的鋰電性能研究
    3.5 本章小結(jié)
第四章 模板法制備多孔硅碳復(fù)合納米管及儲(chǔ)鋰性能研究
    4.1 引言
    4.2 不同模板制備核殼結(jié)構(gòu)M@SiO_2復(fù)合納米材料
        4.2.1 不同模板制備核殼結(jié)構(gòu)M@SiO_2
        4.2.2 不同模板制備核殼結(jié)構(gòu)M@SiO_2的表征及還原可行性研究
    4.3 多孔Si@C復(fù)合納米管的制備、表征及鋰電性能研究
        4.3.1 多孔Si@C復(fù)合納米管的制備
        4.3.2 多孔Si@C復(fù)合納米管的形成機(jī)理分析
        4.3.3 多孔Si@C復(fù)合納米管的表征
        4.3.4 多孔Si@C復(fù)合納米管的鋰電性能研究
    4.4 VC添加劑對(duì)多孔Si@C復(fù)合納米管的儲(chǔ)鋰性能影響
        4.4.1 多孔Si@C復(fù)合納米管的制備及VC添加電池組裝
        4.4.2 VC添加劑對(duì)多孔Si@C復(fù)合納米管的鋰電性能影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 多孔硅碳復(fù)合材料的制備及儲(chǔ)鋰性能研究
    5.1 引言
    5.2 多孔Si/SiO_x復(fù)合納米材料的制備、表征及鋰電性能研究
        5.2.1 多孔Si/SiO_x復(fù)合納米材料的制備
        5.2.2 多孔Si/SiO_x復(fù)合納米材料的表征
        5.2.3 多孔Si/SiO_x復(fù)合納米材料的鋰電性能研究
        5.2.4 多孔Si/SiO_x復(fù)合納米材料的嵌鋰機(jī)制研究
    5.3 超細(xì)多孔硅碳納米材料的制備、表征及鋰電性能研究
        5.3.1 超細(xì)多孔硅碳納米材料的制備
        5.3.2 超細(xì)多孔硅的表征和形成機(jī)理分析
        5.3.3 超細(xì)多孔硅碳材料的鋰電性能研究
    5.4 不同碳源制備多孔硅碳復(fù)合納米材料及鋰電性能研究
        5.4.1 不同碳源多孔硅碳復(fù)合納米材料的制備
        5.4.2 CO_2制備多孔硅碳復(fù)合納米材料的表征及形成機(jī)理分析
        5.4.3 CO_2制備多孔硅碳復(fù)合納米材料的鋰電性能研究
        5.4.4 噴霧干燥法制備多孔硅碳復(fù)合納米材料
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其它研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]納/微結(jié)構(gòu)Sn-C復(fù)合負(fù)極材料的制備及其充放電性能[J]. 周向陽(yáng),鄒幽蘭,楊娟,唐晶晶,賴延清,李劼.  粉末冶金材料科學(xué)與工程. 2012(02)



本文編號(hào)：3190742