發(fā)布時間：2020-12-26 02:13

　　隨著人們對鋰離子二次電池高比容量和高功率性能需求的日益增加,與目前使用的電極材料相比,應(yīng)該尋找更高比容量和更高功率性能的電極材料。然而商業(yè)化的石墨負(fù)極材料,其理論比容量只有372mAhg-1,已經(jīng)無法滿足新一代鋰離子電池的要求。硅（Si）由于其高的理論比容量（達4200mAhg-1）而成為最具吸引力和最被廣泛研究的負(fù)極材料之一。但是硅負(fù)極材料在充放電循環(huán)過程中會產(chǎn)生非常大的體積膨脹,導(dǎo)致了電極的破裂和粉化,加速了電極的失效,這極大地限制了其商業(yè)化的應(yīng)用。將硅材料納米化和復(fù)合化相結(jié)合是目前的主要研究方向。碳納米管（CNTs）由于具有優(yōu)良的機械性能、良好的儲鋰性能、大的比表面和高的電導(dǎo)率,而被廣泛應(yīng)用于鋰離子電池電極材料的研究中。本論文是以碳納米管及其復(fù)合材料在鋰離子電池負(fù)極材料中的研究進展的綜述為基礎(chǔ),提出首先制備CNTs和Si復(fù)合材料,利用CNTs獨特的一維管狀結(jié)構(gòu),作為一個緩沖基體,來緩沖硅基材料在循環(huán)過程中的體積膨脹,利用CNTs的優(yōu)良的導(dǎo)電性能來提高材料的高倍率性能；然后制備碳包覆CNTs/Si復(fù)合材料,形成核殼結(jié)構(gòu),進一步緩沖硅基材料在循環(huán)過程的體積膨脹。同時探討了粘結(jié)劑對電極... 

【文章來源】：五邑大學(xué)廣東省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

理離子電池的工作原理示意圖

圖1-2 SnOJMWCNT@SnOJPPy同軸納米電纜復(fù)合材料合成過程的圖標(biāo)說明[25】2 Schematic illustration for synthesis process of SnO^ftlWCNT@Sn02@PPy coaxial nanocable2.6碳納米管/錫基合金復(fù)合材料Fan等[26]通過混合SnSb和碳納米管納米晶體的溶融紡絲技術(shù)制備出SnSb-C復(fù)合材料負(fù)極，測試表明，對于含10wt%酸功能化CNTs的該復(fù)合材料以充放電，首次放電容量為1215mAhg-i.充電容量為950mAhg-i，經(jīng)過40次循很高的可逆容量為860mAhg-】。甚至在0.4C，1C和2C倍率下放電容量仍05,683mAhg-i。碳納米管網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)包裹著SnSb納米顆粒的結(jié)構(gòu)，提高了 導(dǎo)率并緩沖了其巨大的體積變化。娃基材料在裡離子電池負(fù)極中的研究進展

.4. 2.1納米娃/碳納米管復(fù)合材料Wang等[■通過在鎳金屬集流器上直接合成垂直對齊的娃/多壁碳材料作為鋰離子電池負(fù)極，測試表明，含57wt%Si的該復(fù)合材料負(fù)極電流密度充放電，首次放電容量為2078mAhg-i,充電容量為1958mAhg-中多壁碳納米管起到了緩沖Si在充放電過程中體積變化的作用，并增Fan等[31]通過等離子體增強化學(xué)氣相沉積法在鏡金屬集流體上生長后利用磁控濺射系統(tǒng)將錐形桂沉積在碳納米管表面制備出碳納米管-線復(fù)合材料作為負(fù)極材料，合成過程如圖3所示，測試結(jié)果，該復(fù)合.2C倍率充放電，首次放電容量為2768mAhg-i，超過100次循環(huán)后的容達90%。甚至以1C，2C，4C,8C,12C,15C倍率充放電，可逆容175,1833,1514,1149,910 和 718mAhg-i。

【參考文獻】：
期刊論文
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