本文關(guān)鍵詞：鋰離子電池硅基負(fù)極材料的制備及性能研究

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【摘要】：隨著石油能源的消耗,電動汽車的需求有了極大增長,同時人們對便攜式電子設(shè)備的需求也在逐年升高,所以需要對方便攜帶、安全性好、成本低廉、對環(huán)境影響較小的鋰離子電池負(fù)極材料進一步深入研發(fā)。硅基負(fù)極材料由于高達4200 mAh/g的理論比容量,得到眾多學(xué)者的關(guān)注。而且硅在自然界中貯量豐富,成本較低。但是在充放電過程中,伴隨很大的體積變化(300%),電極材料結(jié)構(gòu)遭到破壞,導(dǎo)致電極材料與集流體的分離,容量迅速衰減,循環(huán)性能很差。本文首先對純硅材料的電化學(xué)性能進行了研究,微米硅和球磨后硅的首次可逆容量分別是1517 m Ah/g和1128.1 mAh/g,10個循環(huán)之后放電比容量降到只有126 mAh/g和190 mAh/g,表現(xiàn)出很差的循環(huán)穩(wěn)定性,通過對比可發(fā)現(xiàn),經(jīng)過球磨的Si的電化學(xué)性能要優(yōu)于未球磨Si,說明球磨有利于硅電化學(xué)性能一定程度的提高。通過進行不同硅碳比的摻雜得到硅碳復(fù)合負(fù)極材料,將硅的高比容量與石墨材料良好的循環(huán)穩(wěn)定性的優(yōu)點結(jié)合起來。通過對不同硅碳比的的復(fù)合材料的形貌和電化學(xué)性能分析可以得出,當(dāng)硅的含量為50%時,復(fù)合材料的電化學(xué)性能最好,首次放電比容量和充電比容量為1130.7 mAh/g和817.2 m Ah/g,5個循環(huán)后放電比容量剩下434.6mAh/g,經(jīng)過50個循環(huán)后放電比容量仍然有279 mAh/g。具有較好的首次放電比容量和比較穩(wěn)定的循環(huán)穩(wěn)定性,但是容量損失還是比較嚴(yán)重,需要進一步提高。通過對不同球磨時間、不同碳源、不同導(dǎo)電劑的復(fù)合負(fù)極材料的形貌以及電化學(xué)性能研究,找到最佳條件。在最佳條件下,以二氧化鈦、微米硅、中間相碳微球為原料,通過兩步球磨法制備了復(fù)合負(fù)極材料從而對硅基負(fù)極材料進一步摻雜改性。
【學(xué)位授予單位】：大連工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM912

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本文編號：1231688