自從進入到20世紀90年代初以來,鋰離子電池作為一種新型的、環(huán)境友好的可再生儲能裝置已被廣泛的用作各種商品的電源,范圍小至手機、筆記本電腦等各種便攜式電子設備大至電動汽車、輕軌云軌等交通工具。隨著人們不斷增長的物質(zhì)需求,對于鋰離子電池也逐漸有了更高的要求,追求更高容量和長循環(huán)壽命的鋰離子電池是現(xiàn)今商業(yè)化鋰離子電池行業(yè)的共同目標。而商業(yè)化負極（石墨碳）,由于它的比容量較低（372mAhg-1）,成為現(xiàn)今實現(xiàn)這一目標的主要障礙,從而使得人們廣泛研究各種負極材料。硅,由于它巨大的理論比容量（4200 mAhg-1）和較低的工作電壓（約0.5V vs Li/Li+）有望成為下一代鋰離子電池負極材料。但是硅在脫嵌鋰過程中存在的巨大體積膨脹（可達400%）最終導致材料的粉化和電接觸損失,因此限制了硅基材料的廣泛應用。本文主要是通過摻雜惰性金屬銻（Sb）和包覆碳兩種方法相結(jié)合來制備二元的硅基復合材料,從而達到改善硅基負極材料電化學性能的目的,主要內(nèi)容及結(jié)論如下:1、采用聚苯胺（PANI）作為碳源,通過化學還原法首先制備惰性金屬銻（Sb）,之后再通過物理機械球磨法和隨后的高溫煅燒來得到Si-Sb/C復... 

【文章來源】：深圳大學廣東省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池系統(tǒng)的基本原理及特點
    1.3 鋰離子電池正極材料
    1.4 鋰離子電池電解液及隔膜
    1.5 鋰離子電池負極材料的分類
    1.6 硅基負極材料的合成與制備方法
        1.6.1 機械球磨法
        1.6.2 溶膠-凝膠法
        1.6.3 碳熱還原法
        1.6.4 化學氣相沉積法（CVD）
        1.6.5 水熱法
        1.6.6 靜電紡絲法
    1.7 硅基負極材料的改性研究
        1.7.1 材料復合化
        1.7.2 形貌改善
    1.8 論文創(chuàng)新點
第2章 材料的制備及分析測試方法
    2.1 實驗主要試劑和儀器
        2.1.1 主要實驗試劑
        2.1.2 主要實驗儀器和測試儀器
    2.2 電極的制備及電池的組裝
        2.2.1 電極的制備
        2.2.2 電池的組裝
    2.3 物理性能測試
        2.3.1 X-射線衍射（XRD）
        2.3.2 掃描電子顯微鏡（SEM）
        2.3.3 透射電子顯微鏡（TEM）
        2.3.4 能譜分析（EDS）
        2.3.5 熱重分析（TG）
    2.4 電化學性能測試
        2.4.1 充放電測試
        2.4.2 循環(huán)伏安測試
        2.4.3 電化學阻抗法
第3章 聚苯胺為碳源的Si-Sb/C復合負極材料的制備及電化學性能研究
    3.1 引言
    3.2 PANI為碳源的Si-Sb/C負極材料的制備
    3.3 PANI為碳源的Si-Sb/C負極材料的相結(jié)構(gòu)和微觀形貌
        3.3.1 材料的XRD分析
        3.3.2 材料的EDS分析
        3.3.3 材料的SEM分析
        3.3.4 材料的TEM分析
        3.3.5 材料燒結(jié)溫度的探索
    3.4 PANI為碳源的Si-Sb/C負極材料的電化學性能
        3.4.1 材料的首次充放電曲線分析
        3.4.2 材料的循環(huán)性能和倍率性能
        3.4.3 負極材料的高低溫性能分析
        3.4.4 材料循環(huán)伏安曲線分析
        3.4.5 材料交流阻抗圖分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 聚丙烯腈為碳源的Si-Sb/C復合負極材料的制備及電化學性能研究
    4.1 引言
    4.2 PAN為碳源的Si-Sb/C負極材料的制備
        4.2.1 材料的合成
        4.2.2 材料煅燒溫度的探索
        4.2.3 材料的物相分析
        4.2.4 材料的微觀形貌分析
    4.3 PAN為碳源的Si-Sb/C負極材料的電化學性能
        4.3.1 材料的首次充放電曲線分析
        4.3.2 材料的循環(huán)性能和倍率性能
        4.3.3 粘結(jié)劑的選擇對材料電化學性能的影響
        4.3.4 材料的循環(huán)伏安曲線分析
        4.3.5 材料的交流阻抗圖分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 Si-Sb/C納米纖維復合負極材料的制備及電化學性能研究
    5.1 引言
    5.2 Si-Sb/C納米纖維材料的制備方法
        5.2.1 Si-Sb/C納米纖維材料的溫度條件探索
        5.2.2 Si-Sb/C納米纖維材料的XRD分析
        5.2.3 Si-Sb/C納米纖維材料的EDS分析
        5.2.4 燒結(jié)前樣品的形貌
        5.2.5 煅燒后材料形貌的變化
        5.2.6 Si-Sb/C納米纖維復合負極材料的TEM分析
    5.3 材料的電化學測試
        5.3.1 Si-Sb/C納米纖維復合負極材料的循環(huán)性能分析
        5.3.2 Si-Sb/C納米纖維復合負極材料的倍率性能分析
        5.3.3 Si-Sb/C納米纖維復合負極材料的首次充放電曲線
        5.3.4 Si-Sb/C納米纖維復合負極材料的CV分析
        5.3.5 Si-Sb/C納米纖維復合負極材料EIS圖譜分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士期間的研究成果
致謝



本文編號：3400486