鋰離子電池是一種環(huán)境友好,能量密度高的化學(xué)電源,在很大程度上緩解了傳統(tǒng)化石能源枯竭以及由使用化石能源帶來(lái)的環(huán)境污染等問(wèn)題。鋰離子電池在日常生活中的應(yīng)用十分廣泛,人們對(duì)于鋰離子電池的容量、循環(huán)等性能提出了更高的要求。電極材料對(duì)鋰離子電池性能具有重要影響,開發(fā)高容量、高穩(wěn)定性的電極材料對(duì)于鋰離子電池性能提高具有重要影響。硬碳是一種容量較高,使用壽命長(zhǎng)的碳基負(fù)極材料。但硬碳同時(shí)具有首圈庫(kù)倫效率低等缺點(diǎn),限制了硬碳的推廣使用。本文主要通過(guò)氮摻雜及復(fù)合方式針對(duì)硬碳進(jìn)行改性,以獲得較大的容量及較高的庫(kù)倫效率。采用化學(xué)氣相沉積的方法制備了氮摻雜硬碳負(fù)極材料,CVD溫度分別為300℃、400℃、500℃。當(dāng)CVD溫度為500℃時(shí),首圈庫(kù)倫效率71.18%,高于未經(jīng)處理硬碳的67.12%;循環(huán)80圈后,CVD溫度500℃氮摻雜硬碳負(fù)極放電容量261.8mAhg^-1,比未經(jīng)處理硬碳高35.1 mAhg^-1。在循環(huán)7圈后,未經(jīng)處理硬碳與氮摻雜硬碳庫(kù)倫效率都可達(dá)到99%左右。通過(guò)機(jī)械混合并在一定溫度下保溫處理,制備SiO_x/HC復(fù)合負(fù)極材料。S... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

至2050年世界能源需求[2]

富鋰狀態(tài)下的鈷酸鋰有鋰離子從晶格中脫出，電子由負(fù)極，正極電位升高；由鈷酸鋰正極脫出的鋰離子進(jìn)入電解液，在負(fù)極移動(dòng)，插入石墨間層，這個(gè)過(guò)程中 Co3+被氧化為 Co4+[]；負(fù)極，鋰離子在負(fù)極與石墨發(fā)生反應(yīng)，生成間層化合物，達(dá)到了存儲(chǔ)電電時(shí)，負(fù)極有鋰離子脫出，進(jìn)入電解液，為保持電荷平衡，外電路流向正極，負(fù)極電位上升，正極電位下降；電解液中鋰離子在電場(chǎng)擴(kuò)散至正極，正極又處于富鋰態(tài)，Co4+被還原至 Co3+。其中石墨負(fù)為插入機(jī)制[12]，鋰離子可逆地插入、存儲(chǔ)在碳負(fù)極中，如式(1-1)至電過(guò)程中電化學(xué)反應(yīng)：極： LiCoO2→Li1-xCoO2+xLi++xe-極： C+xLi++xe-→CLix電過(guò)程中電化學(xué)反應(yīng)：極： Li1-xCoO2+xLi++xe-→LiCoO2極： CLix→C+xLi++xe-

池、全固態(tài)電池和鋰空氣電池能量和功率密度 Ra作時(shí)，電解液中的鋰離子在正負(fù)極間擴(kuò)散，，這就要求正負(fù)極不可直接接觸，不可有電負(fù)電極分離，一定的空隙結(jié)構(gòu)可以使鋰離子輸阻力減小[52]。因此，如圖 1-4 所示，隔膜性、循環(huán)性能、倍率性能及壽命[53-55]。為提條件[56-58]：時(shí)允許離子傳輸通過(guò)。機(jī)械性能，在不易被細(xì)小的顆粒破壞。穩(wěn)定。在溫度變化或電池工作時(shí)不易變形或潤(rùn)濕，良好的隔膜-電解液界面更有利于鋰隙率，且分布均勻。電時(shí)，微孔可以閉合，切斷電路，起到一定

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋰離子電池隔膜技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 封志芳,肖勇,溫旭明,周志軍.  江西化工. 2019(01)
[2]A Review: Enhanced Anodes of Li/Na-Ion Batteries Based on Yolk–Shell Structured Nanomaterials[J]. Cuo Wu,Xin Tong,Yuanfei Ai,De-Sheng Liu,Peng Yu,Jiang Wu,Zhiming M.Wang.  Nano-Micro Letters. 2018(03)
[3]全固態(tài)鋰離子電池關(guān)鍵材料研究進(jìn)展[J]. 李楊,丁飛,桑林,鐘海,劉興江.  儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù). 2016(05)
[4]不同分子量前驅(qū)物熱解硬碳負(fù)極材料的儲(chǔ)鈉性能[J]. 邱珅,吳先勇,盧海燕,艾新平,楊漢西,曹余良.  儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù). 2016(03)
[5]鋰離子電池SiOx（0<x≤2）基負(fù)極材料[J]. 劉欣,趙海雷,解晶瑩,呂鵬鵬,王可,崔佳佳.  化學(xué)進(jìn)展. 2015(04)
[6]鋰離子電池隔膜研究與應(yīng)用進(jìn)展[J]. 劉全兵,毛國(guó)龍,張健,彭響方.  電源技術(shù). 2015(04)
[7]全固態(tài)鋰電池技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 許曉雄,邱志軍,官亦標(biāo),黃禎,金翼.  儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù). 2013(04)
[8]靜電紡絲法制備鋰離子電池隔膜的研究進(jìn)展[J]. 于建香,劉太奇.  新技術(shù)新工藝. 2012(05)
[9]鋁/氟比對(duì)改性尖晶石錳酸鋰性能的影響[J]. 金維華,蔡振平,溫力蓉.  無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2007(09)
[10]鋰離子電池正負(fù)極材料研究進(jìn)展[J]. 任旭梅,吳川,何國(guó)蓉,李漢軍,吳鋒,王國(guó)慶,陳實(shí).  化學(xué)研究與應(yīng)用. 2000(04)

博士論文
[1]鋰（鈉）離子電池硬碳負(fù)極材料的制備與電化學(xué)性能研究[D]. 呂偉明.燕山大學(xué) 2016
[2]鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料的合成及電化學(xué)性能研究[D]. 任文鋒.中國(guó)科學(xué)院研究生院(過(guò)程工程研究所) 2016

碩士論文
[1]鋰離子電池三元正極材料NCA的制備及改性研究[D]. 余劍琳.廣東工業(yè)大學(xué) 2018
[2]鋰離子電池硅氧碳復(fù)合負(fù)極材料的制備及電化學(xué)性能研究[D]. 錢玲芝.北京化工大學(xué) 2017
[3]鋰離子電池Si/C負(fù)極材料電解液的研究[D]. 楊素慧.浙江大學(xué) 2016
[4]鋰離子電池電解液色譜分析研究[D]. 譚立志.天津大學(xué) 2015
[5]均勻負(fù)載氧化鎳納米顆粒多孔硬碳球的制備及其電化學(xué)性能[D]. 張遠(yuǎn)航.天津大學(xué) 2014
[6]碳、ZnO/碳多孔微球制備及其在鋰離子電池負(fù)極上的應(yīng)用研究[D]. 曹陽(yáng).華中師范大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3393401