高性能鋰離子電池的發(fā)展迫切需要尋求高容量、長(zhǎng)壽命、安全可靠的新型負(fù)極來(lái)替代石墨類(lèi)碳負(fù)極。硅碳復(fù)合材料其較高的容量?jī)?yōu)勢(shì)和優(yōu)異的循環(huán)性能成為最有前途的下一代鋰離子電池負(fù)極材料之一。本文利用簡(jiǎn)便的可工業(yè)化的方法制備了一系列微米級(jí)高性能硅基復(fù)合材料,系統(tǒng)地對(duì)其電化學(xué)嵌脫鋰性能進(jìn)行研究,并探索其電化學(xué)儲(chǔ)鋰性能與自身結(jié)構(gòu)的關(guān)系。另外,本文將硅碳復(fù)合材料對(duì)全電池的制備工藝、硅-全電池的衰減行為進(jìn)行研究,并深入探討了全電池的性能優(yōu)化方法。通過(guò)球磨和碳復(fù)合的簡(jiǎn)易方法,以商業(yè)化微米硅粉為原料制備出微米級(jí)的硅/石墨/熱解碳復(fù)合材料。研究結(jié)果表明復(fù)合材料表現(xiàn)出較高的首次庫(kù)倫效率和首次可逆容量,并且具有優(yōu)異的循環(huán)性能,電化學(xué)性能與硅相比明顯提高,主要?dú)w因于硅粒徑的減小和硅在復(fù)合材料中的均勻分散。對(duì)復(fù)合材料的粒徑進(jìn)行優(yōu)化可以進(jìn)一步提高材料的電化學(xué)性能和振實(shí)密度。將硅/石墨/熱解碳與商業(yè)化石墨的混合可以獲得的循環(huán)性能更為優(yōu)異的硅碳復(fù)合材料,并且保留石墨的振實(shí)密度優(yōu)勢(shì),展現(xiàn)出良好的工業(yè)化應(yīng)用前景。以商業(yè)化微米氧化亞硅為原材料,通過(guò)可工業(yè)化的簡(jiǎn)便方法制備了電化學(xué)性能優(yōu)異的微米級(jí)氧化亞硅基硅碳復(fù)合材料,穩(wěn)定化鋰粉(SLM...

【文章頁(yè)數(shù)】：138 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

圖1-1鋰離子電池充放電機(jī)理圖

圖1-2負(fù)極比容量與整體全電池（18650型）比容量的關(guān)系

圖1-3硅在室溫和高溫下的脫嵌鋰曲線

圖1-4硅@碳/石墨烯復(fù)合材料的制備及電化學(xué)性能(a)硅@碳/石墨烯復(fù)合材料的制備示意圖；(b)循環(huán)性能和庫(kù)倫效率曲線

本文編號(hào)：3889814