發(fā)布時間：2017-09-02 04:19

  本文關(guān)鍵詞：不同硅烷偶聯(lián)劑改性下的鋰離子電池用硅基負(fù)極材料的研究

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【摘要】：本文主要通過對納米硅進(jìn)行修飾處理,以期緩解其在脫嵌鋰過程中發(fā)生的體積與結(jié)構(gòu)的變化,進(jìn)而獲得循環(huán)性能穩(wěn)定的鋰離子電池用硅基負(fù)極材料。本文首先采用不同硅烷偶聯(lián)劑(KH560、WD-10、A-171)對納米硅進(jìn)行改性處理,制備出具有有機(jī)膜層包覆的硅負(fù)極材料;另一個研究內(nèi)容是對納米硅采用偶聯(lián)劑和聚苯胺進(jìn)行雙層包覆。除此之外,還對改性后的材料進(jìn)行了燒結(jié)處理等。本文通過原位聚合法在納米硅表面包覆了硅烷偶聯(lián)劑有機(jī)膜層。當(dāng)包覆的偶聯(lián)劑為KH560時,經(jīng)改性處理后材料的首次可逆容量為2057.3 m Ah/g,120次循環(huán)后的可逆容量為1006.1 m Ah/g,容量保持率為48.9%;當(dāng)包覆層為WD-10時,相應(yīng)材料的首次可逆容量為2390.2 m Ah/g,循環(huán)30圈后可逆容量仍可達(dá)到1785.5 m Ah/g,庫倫效率為95.3%,容量保持率為74.7%;當(dāng)形成A-171有機(jī)包覆層時,改性后的納米硅材料的首次可逆容量為2195.4 m Ah/g,循環(huán)29圈后,其可逆容量為1808.6 m Ah/g,庫倫效率為95.7%,容量保持率82.4%。與純納米硅相比,三種偶聯(lián)劑修飾后的納米硅材料的電化學(xué)性能均獲得很大地提升。本文也嘗試制備了具有雙層包覆結(jié)構(gòu)的納米硅材料(聚苯胺/偶聯(lián)劑/納米硅),得到材料的循環(huán)穩(wěn)定性獲得了明顯提升。當(dāng)以100 m A/g的電流密度進(jìn)行充放電測試時,該材料在循環(huán)20圈后,其可逆容量仍可達(dá)到2736.4 m Ah/g,容量保持率可達(dá)到96.2%;而當(dāng)以500 m A/g的電流密度進(jìn)行循環(huán)測試時,該材料在循環(huán)60圈后,其可逆容量為1052.5 m Ah/g,容量保持率為74.2%。
【關(guān)鍵詞】：鋰離子電池 硅烷偶聯(lián)劑 納米硅 聚苯胺
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM912
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 引言9
• 1.2 研究內(nèi)容概況9-12
• 1.2.1 鋰離子電池工作原理9-11
• 1.2.2 硅負(fù)極的表面處理11-12
• 1.3 相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.3.1 鋰離子電池硅基負(fù)極材料的研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3.2 硅烷偶聯(lián)劑的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 本文的研究目的與內(nèi)容17-19
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料與研究方法19-26
• 2.1 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器19-20
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品19
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器19-20
• 2.2 材料的制備20-23
• 2.2.1 硅烷偶聯(lián)劑改性納米硅20-22
• 2.2.2 偶聯(lián)劑修飾材料的燒結(jié)處理22
• 2.2.3 雙層包覆材料的制備22-23
• 2.3 材料的表征測試23-24
• 2.3.1 X射線粉末衍射儀（XRD）23
• 2.3.2 傅里葉紅外轉(zhuǎn)換光譜（FTIR）23
• 2.3.3 掃描電子顯微鏡（SEM）23-24
• 2.3.4 透射電子顯微鏡（TEM）24
• 2.3.5 熱重分析儀（TG）24
• 2.4 電極的制備和扣式電池的組裝24-25
• 2.4.1 電極的制備24-25
• 2.4.2 扣式電池的組裝25
• 2.5 電化學(xué)性能測試25-26
• 2.5.1 循環(huán)伏安測試25
• 2.5.2 電化學(xué)阻抗測試25
• 2.5.3 充放電測試25-26
• 第3章 硅烷偶聯(lián)劑KH560改性納米硅的研究26-41
• 3.1 納米硅的性能研究26-29
• 3.1.1 納米硅表面羥基數(shù)的測定26-27
• 3.1.2 納米硅的表面形貌27-28
• 3.1.3 納米硅的電化學(xué)性能測試28-29
• 3.2 KH560改性納米硅材料性能的研究29-38
• 3.2.1 KH560改性納米硅材料的形貌表征30-34
• 3.2.2 KH560改性納米硅材料的電化學(xué)性能測試34-38
• 3.3 KH560改性納米硅材料的燒結(jié)處理38-40
• 3.3.1 燒結(jié)材料的XRD分析38-39
• 3.3.2 燒結(jié)材料的電化學(xué)性能測試39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第4章 硅烷偶聯(lián)劑WD-10改性納米硅的研究41-51
• 4.1 WD-10與納米硅的反應(yīng)機(jī)理41
• 4.2 等離子清洗納米硅后再進(jìn)行包覆41-42
• 4.3 WD-10改性后納米硅材料的結(jié)構(gòu)分析與形貌表征42-45
• 4.3.1 WD-10改性納米硅材料的透射測試42-43
• 4.3.2 WD-10改性納米硅材料的紅外分析43
• 4.3.3 WD-10改性納米硅材料的潤濕性能分析43-44
• 4.3.4 WD-10改性納米硅材料的EDS測試44-45
• 4.4 WD-10改性納米硅材料的電化學(xué)性能測試45-49
• 4.4.1 WD-10改性納米硅電極界面的變化分析45
• 4.4.2 WD-10改性納米硅材料的電化學(xué)性能測試45-49
• 4.5 本章小結(jié)49-51
• 第5章 其它硅烷偶聯(lián)劑改性納米硅的研究51-61
• 5.1 A-171改性納米硅的研究51-57
• 5.1.1 A-171改性后納米硅材料的形貌表征51-53
• 5.1.2 A-171改性納米硅材料的電化學(xué)性能測試53-57
• 5.2 導(dǎo)電聚苯胺包覆偶聯(lián)劑KH550改性納米硅材料的性能研究57-59
• 5.2.1 導(dǎo)電聚苯胺包覆偶聯(lián)劑KH550改性納米硅材料的形貌表征57-58
• 5.2.2 導(dǎo)電聚苯胺包覆偶聯(lián)劑KH550改性納米硅的電化學(xué)性能測試58-59
• 5.3 本章小結(jié)59-61
• 結(jié)論61-63
• 參考文獻(xiàn)63-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果70-72
• 致謝72

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2 劉石勇;曾湘波;彭文博;姚文杰;謝小兵;楊萍;王超;王占國;;雙納米硅p層優(yōu)化非晶硅太陽能電池[J];材料工程;2011年08期

3 王立峰,朱向榮,王陳捷,王文軍;納米硅水泥土本構(gòu)模型研究[J];浙江科技學(xué)院學(xué)報(bào);2004年04期

4 鐘金德;薛鈺芝;張發(fā)榮;周麗梅;;納米硅/氧化硅多層膜的電性能及結(jié)構(gòu)研究[J];真空;2006年02期

5 方茹;沈鴻烈;吳天如;張磊;劉斌;;等離子體輔助鋁誘導(dǎo)納米硅制備多晶硅的研究[J];真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào);2013年01期

6 樊瑞新;反應(yīng)蒸發(fā)沉積的納米硅氧化硅薄膜的發(fā)光及其氧的存在形態(tài)[J];真空科學(xué)與技術(shù);2000年02期

7 王立峰;;納米硅水泥土微結(jié)構(gòu)和孔隙特性分析[J];科技通報(bào);2012年09期

8 王立峰,朱向榮;納米硅水泥土強(qiáng)度研究和經(jīng)濟(jì)分析[J];浙江建筑;2005年04期

9 朱t，

本文編號：776348