近年來在全社會對環(huán)保高度關(guān)注下,新能源汽車行業(yè)與新能源電站儲能快速發(fā)展,對于鋰離子電池的容量密度、快充以及安全性等要求進一步提高。目前應(yīng)用最成熟的石墨負極材料的實際容量已逼近理論極限值,而硅負極材料因超十倍于石墨的高理論容量、高嵌鋰電位不易析鋰、高自然豐度等顯著優(yōu)點受到了廣泛關(guān)注,被認為是最可能的下一代鋰離子電池負極材料。但硅的高嵌鋰容量伴隨的電化學反應(yīng)中巨大的體積變化效應(yīng),以及硅作為半導(dǎo)體所具有的較差的導(dǎo)電性,嚴重限制了硅負極材料的電化學性能,也是硅負極材料走向商業(yè)化的主要阻礙。過去關(guān)于硅負極材料的許多改善研究中涉及到復(fù)雜的合成手段與高昂的原料成本,本文從更適合產(chǎn)業(yè)化的低成本角度出發(fā),采用光伏碎硅片球磨制備的亞微米級硅顆粒作為原料,探究了無電化學沉積法銅修飾的工藝得到了電阻更低銅修飾的Si/Cu顆粒,并進一步探究了快速熱處理的不同工藝參數(shù)制備了復(fù)合結(jié)構(gòu)的Si/Cu3Si/Cu顆粒,并驗證對電化學性能的改善。本文主要研究結(jié)果總結(jié)如下:(1)無電化學沉積中,CuSO4+HF的沉積液體系能夠達到較好的沉積效果。以產(chǎn)物電性能與沉積均勻性為判斷依據(jù),沉積液體系中CuSO4濃度與沉積轉(zhuǎn)速參數(shù)均存在...

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２】８６５０型號電池的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．?１．２?Ｅｘｔｅｒｎａｌ?ａｎｄ?ｉｎｔｅｒｎａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?１８６５０?ｃｅｌｌ?ｔｙｐｅ??

?第］章緒論???直至目前鋰離子電池主流正極材料市場仍是由磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰、三元??材料所占據(jù)。近年來由于新能源電動汽車行業(yè)的興起，人們對于鋰離子電池研究??熱度只增不減，各種不同村料和結(jié)構(gòu)的鋰離子電池投入研發(fā)和應(yīng)用。??１．２．２鋰離子電池工作原理??目前商業(yè)化應(yīng)用的鋰....

圖１．３鋰離子電池的工作原理示意圖??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｗｏｒｋｉｎｇ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ａ?ｌｉｔｈｉｕｍ－ｉｏｎ?ｂａｔｔｅｒｙ??

ＬｉＦｅＰＣＵ為正極，石墨為負極的鋰離子電池為??例，電池充放電過程中電池內(nèi)部發(fā)生的反應(yīng)式如式１．１，從左到右為充電，從右??到左為放電。為直觀起見，圖】．３為鋰離子電池充放電的示意圖。??正極反應(yīng)：ＬｉＦｅＰＣＵ?ｂ?ｘ?Ｌｉ＋?＋?Ｌｉｉ－ｘＦｅＰ〇４?＋?ｘ?ｅ－??負極反....

圖１．４硅負極材料粉化失效示意圖［１７】??Ｆｉｇ．?１．４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｒａｃｋｉｎｇ?ｆａｉｌｕｒｅ?ｏｆ?ｓｉｌｉｃｏｎ?ａｎｏｄｅ?ｍａｔｅｒｉａｌ＾７！??

??如上一節(jié)提到的，硅負極的高容量得益于Ｓｉ原子能夠結(jié)合更多鋰離子。然??而硅負極的高嵌鋰容量伴隨著致命的缺點，當Ｓｉ嵌鋰轉(zhuǎn)變?yōu)椋蹋椋矗矗樱楹辖饡r，由??于硅晶格嵌入大量鋰離子產(chǎn)生的體積膨脹約為３００％［１７１。這種鋰嵌入脫嵌過程中??的膨脹效應(yīng)會引起較大應(yīng)力，可能導(dǎo)致硅負極的....

圖１．６集流體上直接生長的桂納米線（Ｓｉ?ＮＷｓ）示意圖［ｌ７１??

??示出再結(jié)晶過程。即納米結(jié)構(gòu)化的硅有助于緩沖在鋰化和脫鋰過程中各向同性??應(yīng)力。Ｃｈａｎ的工作的意義不僅在于發(fā)現(xiàn)１維硅材料的性能提高，而且還為探索??更復(fù)雜的硅結(jié)構(gòu)提供了啟示。??Ｎａｎｏｗｉｒｅｓ??ｆ＂?ｆ＇?ｆ??ｆｉ?ｒｊ?１１??＿?｜?Ｉ?Ｊ?ｊ?Ｆａｃｉｌｅ?ｓｔ....

本文編號：4030831