發(fā)布時(shí)間：2022-10-06 10:03

　　鋰離子電池中針對Si負(fù)極問題的解決思路已經(jīng)比較明確:即通過將納米級Si顆粒進(jìn)行包覆后搭建體積膨脹空間,然后再用強(qiáng)化層分割包覆的分級復(fù)合結(jié)構(gòu)加以解決。在復(fù)合結(jié)構(gòu)中,碳是常用的包覆緩沖層,而TiO₂常用于結(jié)構(gòu)束縛。盡管這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能使Si的電化學(xué)性能大幅提升,但包覆層以及多層包覆結(jié)構(gòu)對Si電化學(xué)性能的影響并不是十分明確,多層包覆結(jié)構(gòu)的表面改性研究比較罕見。本論文通過對Si@C,Si@TiO₂和Si@C@TiO₂三種包覆結(jié)構(gòu)的對比研究,探究不同包覆層對Si電化學(xué)響應(yīng)過程的影響;同時(shí)鑒于TiO₂結(jié)構(gòu)易調(diào)控且缺陷態(tài)TiO₂具有更好的電化學(xué)性能,因此通過將Si@C@TiO₂分別在H₂和NH₃氣氛中處理得到含不同缺陷態(tài)TiO₂的包覆結(jié)構(gòu)來探究其對電化學(xué)性能的影響;碳包覆層的改性主要以摻雜N的作用較為明顯,但Si@C@TiO₂中C層難以進(jìn)行有效摻雜且摻雜所需的的高溫會引起TiO

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池簡介
        1.2.1 鋰離子電池發(fā)展簡史
        1.2.2 鋰離子電池常用術(shù)語介紹
        1.2.3 鋰離子電池結(jié)構(gòu)簡介
    1.3 鋰離子電池負(fù)極材料及研究進(jìn)展
        1.3.1 硅基負(fù)極材料
        1.3.2 碳基負(fù)極材料
    1.4 論文的選題依據(jù)及研究內(nèi)容
第二章 試樣制備方法與表征手段
    2.1 硅基包覆結(jié)構(gòu)制備方法
        2.1.1 Si@C核-殼結(jié)構(gòu)制備方法
        2.1.2 Si@TiO_2核-殼結(jié)構(gòu)制備方法
        2.1.3 Si@C@TiO_2 核-殼-殼結(jié)構(gòu)制備方法
        2.1.4 缺陷態(tài)核-殼-殼結(jié)構(gòu)的制備方法
        2.1.5 氮摻雜碳材料的制備方法
    2.2 表征方法
    2.3 電池的封裝和電化學(xué)性能測試
        2.3.1 電池組裝
        2.3.2 電化學(xué)性能測試
第三章 硅基包覆結(jié)構(gòu)作為鋰離子電池負(fù)極材料的電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 樣品基本性質(zhì)的測試與表征
        3.2.1 XRD分析
        3.2.2 Raman分析
        3.2.3 SEM分析
        3.2.4 TEM分析
    3.3 電化學(xué)性能測試及分析
        3.3.1 循環(huán)與倍率性能對比
        3.3.2 充放電平臺曲線
        3.3.3 循環(huán)伏安測試與阻抗譜
    3.4 循環(huán)前后的SEM表征
    3.5 本章小結(jié)
第四章 缺陷態(tài)Si@C@TiO_2作為鋰離子電池負(fù)極材料的電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 樣品基本性質(zhì)的測試與表征
        4.2.1 XRD分析
        4.2.2 Raman分析
        4.2.3 XPS分析
        4.2.4 SEM分析
        4.2.5 TEM分析
    4.3 電化學(xué)性能測試及分析
        4.3.1 循環(huán)與倍率性能測試
        4.3.2 充放電平臺曲線
        4.3.3 循環(huán)伏安測試與阻抗譜分析
    4.4 循環(huán)前后電極的SEM表征
    4.5 本章小結(jié)
第五章 氮摻雜碳材料的電化學(xué)性能研究
    5.1 引言
    5.2 樣品基本性質(zhì)的測試與表征
        5.2.1 XRD和 TEM分析
        5.2.2 SEM分析
        5.2.3 BET分析
        5.2.4 Raman分析
        5.2.5 傅里葉變換紅外(FTIR)光譜和熱重分析
        5.2.6 XPS分析
    5.3 電化學(xué)性能測試及分析
        5.3.1 循環(huán)與倍率性能表征
        5.3.2 充放電平臺曲線
        5.3.3 CV曲線及贗電容分析
        5.3.4 阻抗及擴(kuò)散系數(shù)研究
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 本論文創(chuàng)新處
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]碳化蘆葦葉直接制備高性能Si/C鋰離子電池負(fù)極試驗(yàn)[J]. 王潔,張健,于樣,張涌,朱秀英,岳宏芫,王子奇,周文豪.  林業(yè)工程學(xué)報(bào). 2019(05)



本文編號：3686773