世界各國為應(yīng)對能源危機,環(huán)境污染問題做出了諸多努力,投入大量資金開發(fā)使用清潔能源,為此,儲能裝置的開發(fā)和利用一直處于熱門方向,其中,作為電化學儲能裝置中最有代表性的鋰離子電池,因其可循環(huán)壽命長、能量密度高、綠色安全等優(yōu)點,應(yīng)用于人們?nèi)粘Ｉ钪械姆椒矫婷�。跟隨鋰離子電池使用了近20余年的石墨負極材料,如今也因其較低的理論比容量（372 mAh/g）逐漸成為鋰離子電池性能的短板,為此,人們急需高比容量的負極材料來替代石墨,作為高理論比容量負極材料的代表:Si（理論比容量4200 mAh/g）和過渡金屬氧化物（理論比容量>1000 mAh/g）,成為近年來的研究熱門。但是此類負極材料在電池充放電過程中體積膨脹率較大,電極材料的穩(wěn)定性較差,為緩沖其體積膨脹,我們嘗試利用復合材料的累積效應(yīng)和獨特的微觀結(jié)構(gòu),來提高Si和過渡金屬氧化物的儲鋰性能,其主要研究內(nèi)容如下:采用靜電紡絲法制備出Si@TiO₂納米纖維負極材料,獲得了最優(yōu)制備工藝參數(shù),探討了硅粉添加量和熱處理工藝參數(shù)對其微觀形貌的影響規(guī)律。在電流密度為100 mA/g下,樣品首次放電比容量達到了3359 mAh/g... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同電池技術(shù)的體積比能量密度與質(zhì)量比能量密度對比圖（J.M.Tarascon，2001）

3Goodenough（KoichiMizushima，1980;M.M.Thackeray，1983）對LixCoO2或LixNiO2兩種高工作電壓的正極材料抱以極大期望（TaoWei，2014;JingchaoCao，2015），但當時環(huán)境并沒有意識到高工作電壓對于鋰離子電池的重要性，直到有機物電解質(zhì)碳酸酯的出現(xiàn)的，才逐漸發(fā)展應(yīng)用起來（HitoshiTakebayashi，2011;TomoyukiTamura，2017）。1997年Goodenough等人（LiXiaYuan，2011;JongsoonKim，2013）發(fā)現(xiàn)了橄欖石結(jié)構(gòu)正極材料LiFePO4，直接推動了鋰離子電池的快速發(fā)展（J.Ha，2013）。LiFePO4具有循環(huán)性能好，安全性高，廉價環(huán)保等優(yōu)點，然而LiFePO4較低的導電率和較小的比容量都成為LiFePO4未來發(fā)展的短板（Padhi，1997;A.Yamada，2001）。圖1-2橄欖石晶體結(jié)構(gòu)（BoXu，2012）鋰離子電池主要包含四種材料：正極材料、負極材料、電解液材料和隔膜材料（YNishi，2010;J.B.Goodenough，2011）。每一種材料的性能好壞都對鋰離子電池至關(guān)重要。其中，影響鋰電池性能的最主要材料便是正極材料和負極材料，諸多研究也是圍繞這兩種材料進行更新發(fā)展。如今，通過使用不同的電極材料，鋰離子電池被制造成各種形狀（例如：圓柱形，硬幣形或平板形等）以滿足不同

4的使用環(huán)境（YoshioNishi，2001）。圖1-3鋰離子電池工作原理圖（BoXu，2012）圖1-4各種鋰離子電池示意圖（J.M.Tarascon，2001）（a-圓柱形電池；b-紐扣形電池；c-軟包電池；d-平板形電池）商業(yè)化正極材料現(xiàn)在主要是：LiCoO2（M.StanleyWhittingham，2004）、LiMn2O4（J.Tarascon，1991;HyunWookLee，2010）、LiFePO4（A.Yamada，2001;

【參考文獻】：
期刊論文
[1]薄膜鋰離子電池負極材料的研究進展[J]. 尹彥群,高虹.  節(jié)能. 2012(12)
[2]高性能鋰離子電池SiO/C復合負極材料研究[J]. 余德馨,楊學林,石長川,張鵬昌.  三峽大學學報(自然科學版). 2011(05)

碩士論文
[1]一維MLi2Ti6O14納米材料的合成及其儲鋰性能[D]. 吳顯宗.寧波大學 2017



本文編號：3474873