隨著社會的發(fā)展和科技的進步,人們對高比能鋰離子電池的需求日益迫切。但目前商業(yè)石墨基負極材料由于比較低的理論容量(372 mAh g-1)已不能滿足當前市場的需要。因此,開發(fā)新一代高比容負極材料成為了研究的重點。在眾多的備選材料中,硅(Si)這一合金型負極材料由于理論容量高、儲量豐富、價格便宜等優(yōu)點而被廣泛關(guān)注。但是,硅作為一種半導體材料,其本征導電性比較差。而且在充放電循環(huán)過程中體積膨脹大(>300%),容易導致結(jié)構(gòu)崩塌,不穩(wěn)定電極電解質(zhì)界面,最終活性材料脫落電極損壞。基于上述問題,本文采用去合金化方法對硅負極材料進行納米化處理,并且選取合適的金屬/碳材料進行導電改性,進而得到電化學性能優(yōu)良的硅基負極材料。本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)結(jié)合合金相圖分析,精心設(shè)計并煉制了不同比例的Si Al、SiNiAl、SiZnAl等合金,通過優(yōu)化腐蝕條件,選擇合適的腐蝕條件刻蝕化學性質(zhì)較活潑鋁原子,從而得到三維互連的納米孔道結(jié)構(gòu),如納米大孔(MP)Si/Ni,納米多孔(NP)SiAl和Si Zn復(fù)合材料。隨后進行導電改性處理,改善硅的導電性能。(2)對所制備的MP-Si/Ni/C、NP-SiA...

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1鋰離子電池工作原理示意圖[16]

濟南大學碩士學位論文3總反應(yīng)：LiCoO2+6C→Li1-xCoO2+LixC6圖1.1鋰離子電池工作原理示意圖[16]對于由金屬鋰作為對電極的半電池而言，放電過程中，Li+嵌入電極材料結(jié)構(gòu)中；而充電過程中，Li+從電極脫出沉積在金屬鋰表面。1.2鋰離子電池負極材料的研究進展作為....

圖1.2不同反應(yīng)機理負極材料分類圖[17]

納米多孔硅基負極材料的改性與儲鋰性能研究4研究者們根據(jù)脫嵌鋰的機理不同，通常將負極材料分為三類：（1）嵌入型負極：碳基材料、Li4Ti5O12和TiO2；（2）轉(zhuǎn)化型負極：過渡金屬化合物，如：氧化物、氮化物、磷化物等；（3）合金型負極：Si、Ge、Sn等。圖1.2不同反應(yīng)機理負極....

圖1.33DFe3O4@RGO的儲鋰示意圖及循環(huán)性能對比[24]

。幾乎單分散的Fe3O4納米粒子被柔性3DRGO網(wǎng)絡(luò)緊密包裹，顯著提高了Fe3O4的電化學利用率。3DFe3O4@RGO復(fù)合材料作為鋰離子電池負極具有優(yōu)異的電化學性能。柔性RGO納米片與Fe3O4納米粒子之間的空隙不僅可以作為電解質(zhì)儲集層，大大縮短Li的擴散距離，而且為Li的快速....

圖3.2MP-Si/Ni/C復(fù)合材料(a),Si(b),C(c)和Ni(d)選定區(qū)域的元素映射分布圖

納米多孔硅基負極材料的改性與儲鋰性能研究18nm的高度有序晶格條紋符合Si結(jié)構(gòu)的（111）晶面[57,58]。圖3.2MP-Si/Ni/C復(fù)合材料(a),Si(b),C(c)和Ni(d)選定區(qū)域的元素映射分布圖圖3.3Si9Ni1Al90三元合金(a)和去合金化后(b)樣品的ED....

本文編號：3969158