電動(dòng)汽車(chē)、便攜式電子設(shè)備等領(lǐng)域的迅速發(fā)展對(duì)鋰離子電池提出了更高的需求,開(kāi)發(fā)一種高能量密度,高安全性,低成本的鋰離子電池負(fù)極材料,成為本行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。硅具有高比容量(3580mAh g^-1)、低嵌鋰電位(0.4V vs.Li/Li⁺),成為備受關(guān)注的研究對(duì)象。但是硅材料在脫嵌鋰的過(guò)程中有超過(guò)300%的體積變化,使硅顆粒在充放電的過(guò)程中破碎,與電極失去接觸,成為非活性物質(zhì),破碎導(dǎo)致固體電解質(zhì)界面(SEI膜)重復(fù)生成,造成不可逆的容量損失,嚴(yán)重限制了硅材料作為鋰離子電池負(fù)極材料的商業(yè)化應(yīng)用。多孔硅內(nèi)部的多孔結(jié)構(gòu)能夠緩解體積膨脹效應(yīng),為鋰離子提供傳輸通道,具有很高的實(shí)用價(jià)值。本文以微納多孔硅為基礎(chǔ),通過(guò)簡(jiǎn)單且低成本的合成工藝路線制備出高性能的硅基負(fù)極材料,并對(duì)材料的微觀結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能進(jìn)行深入探究。具體內(nèi)容如下:(1)以微納多孔硅為硅源,人造石墨、鱗片石墨、軟碳為碳源,通過(guò)球磨和熱解碳包覆的方法,成功制備了多孔結(jié)構(gòu)的Si/C@C負(fù)極材料。合成路線簡(jiǎn)單,成本低廉,具有工業(yè)化生產(chǎn)前景。三種Si/C@C材料均是多孔結(jié)構(gòu),能夠緩解硅在充放電過(guò)程中的體積膨脹...

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池概述
        1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展歷史
        1.2.2 鋰離子電池的結(jié)構(gòu)
        1.2.3 鋰離子電池的工作原理
        1.2.4 鋰離子電池優(yōu)點(diǎn)和不足
    1.3 鋰離子電池的負(fù)極材料
    1.4 鋰離子電池硅負(fù)極材料的研究進(jìn)展
        1.4.1 硅材料簡(jiǎn)介
        1.4.2 納米硅材料
        1.4.3 納米硅碳材料
        1.4.4 微米硅材料
    1.5 論文的選題意義與研究?jī)?nèi)容
第二章 材料合成、表征及測(cè)試方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料和儀器設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.1.2 儀器設(shè)備
    2.2 材料的分析測(cè)試方法
        2.2.1 X射線衍射分析
        2.2.2 掃描電子顯微鏡表征
        2.2.3 透射電子顯微鏡表征
        2.2.4 X射線光電子能譜分析
        2.2.5 拉曼分析
        2.2.6 比表面積分析物理吸附分析
        2.2.7 熱重分析
    2.3 器件制備
        2.3.1 極片制作
        2.3.2 電池組裝
    2.4 電化學(xué)性能測(cè)試
        2.4.1 循環(huán)及倍率性能測(cè)試
        2.4.2 循環(huán)伏安測(cè)試
        2.4.3 電化學(xué)阻抗測(cè)試
第三章 不同碳材料對(duì)微納多孔硅/碳復(fù)合材料性能的影響
    3.1 引言
    3.2 Si/C@C材料的制備
    3.3 Si/C@C材料結(jié)構(gòu)和形貌表征
    3.4 Si/C@C材料的電化學(xué)性能研究
    3.5 本章小結(jié)
第四章 氮摻雜碳籠包覆多孔硅的制備及電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 Si-NCC材料的制備
    4.3 Si-NCC材料的結(jié)構(gòu)和形貌表征
    4.4 Si-NCC材料的電化學(xué)性能研究
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文



本文編號(hào)：3919276