當(dāng)前,新能源汽車動(dòng)力鋰離子電池能量密度嚴(yán)重不足,取代傳統(tǒng)燃油車任重道遠(yuǎn)。提高動(dòng)力鋰離子電池能量密度的主要途徑是采用新型高容量正負(fù)極材料。與常規(guī)石墨類負(fù)極相比,硅基負(fù)極材料具有高的理論克容量;但是,大量的鋰離子嵌入與脫出過程中伴隨著硅體積膨脹與收縮,導(dǎo)致活性材料顆粒破碎、電接觸變差、SEI膜不穩(wěn)定,最終導(dǎo)致硅負(fù)極材料效率降低、循環(huán)容量衰減快。研究表明,硅材料低維化及硅氧化物能夠有效阻止活性成分粉化,提升活性材料的電化學(xué)性能。本文主要致力于新型結(jié)構(gòu)硅和硅氧化物負(fù)極材料的制備及電化學(xué)性能研究,重點(diǎn)研究了二維結(jié)構(gòu)硅材料、二維結(jié)構(gòu)氧化亞硅材料、不同氧含量的二維結(jié)構(gòu)硅氧化物材料及氧化亞硅表面復(fù)合硅納米線材料。利用XRD、FTIR、Raman和SAED對材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析;利用ss-NMR、XPS和XRF對材料進(jìn)行成分分析;利用SEM和TEM對材料進(jìn)行形貌表征;利用恒流充放電技術(shù)、GITT和EIS等電化學(xué)表征技術(shù)對活性材料鋰化機(jī)理進(jìn)行深入分析。本論文工作總結(jié)如下:（1）采用Sn⁴⁺氧化還原輔助溶劑熱法,優(yōu)化制備工藝參數(shù)剝離CaSi₂制備二維結(jié)構(gòu)硅材料,并研究了...

【文章頁數(shù)】：138 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【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 鋰離子電池簡史
        1.2.2 鋰離子電池工作原理
    1.3 鋰離子電池負(fù)極材料簡介
        1.3.1 嵌入型負(fù)極
        1.3.2 合金化負(fù)極
        1.3.3 轉(zhuǎn)換反應(yīng)負(fù)極
        1.3.4 鋰金屬負(fù)極
    1.4 硅負(fù)極材料研究進(jìn)展
        1.4.1 硅負(fù)極儲(chǔ)鋰機(jī)制
        1.4.2 硅負(fù)極改性研究
    1.5 硅氧化物負(fù)極材料研究進(jìn)展
        1.5.1 硅氧化物結(jié)構(gòu)
        1.5.2 硅氧化物負(fù)極儲(chǔ)鋰機(jī)制
        1.5.3 硅氧化物負(fù)極改性研究
    1.6 本論文選題思路及研究內(nèi)容
第二章 二維結(jié)構(gòu)硅材料制備及電化學(xué)性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)過程
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 二維硅材料的形貌與結(jié)構(gòu)分析
        2.3.2 二維硅材料的電化學(xué)性能研究
    2.4 本章小結(jié)
第三章 二維結(jié)構(gòu)氧化亞硅制備及電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)過程
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 堿處理對CaSi₂結(jié)構(gòu)及形貌影響
        3.3.2 硅氧烯到二維氧化亞硅的形貌與結(jié)構(gòu)演變
        3.3.3 硅氧烯和二維氧化亞硅的存儲(chǔ)穩(wěn)定性
        3.3.4 硅氧烯和二維氧化亞硅的電化學(xué)性能研究
    3.4 本章小結(jié)
第四章 二維結(jié)構(gòu)硅氧化物的氧含量調(diào)控及電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)過程
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 硅氧化物的氧含量可控調(diào)節(jié)與表征
        4.3.2 不同氧含量硅氧化物的物性表征
        4.3.3 不同氧含量硅氧化物的電化學(xué)性能研究
        4.3.4 硅氧烯氧化機(jī)理分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 氧化亞硅表面復(fù)合硅納米線的制備及電化學(xué)性能研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)過程
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 氧化亞硅/硅納米線的形貌及結(jié)構(gòu)表征
        5.3.2 氧化亞硅/硅納米線的電化學(xué)性能研究
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號(hào)：4022597