發(fā)布時間：2021-01-21 06:50

　　隨著科技的發(fā)展,各產(chǎn)業(yè)對二次電池的需求越來越大,而市場上所常用的石墨電極由于其較低的比容量（372mAhg-1）日趨不能滿足人們的需求。研究發(fā)現(xiàn)通過對碳材料進行改良,以及使用碳材料對新型負極材料進行摻雜改性,提高其在充放電過程中的電化學(xué)性能,是行之有效的方法。本文基于鋰離子負極材料的研究進展,探索開發(fā)了兩種負極材料:一是使用廉價易得的生物質(zhì)碳源,使用簡單可行的制備技術(shù),制備出高容量和高循環(huán)穩(wěn)定的碳基負極材料;二是設(shè)計了一種雙殼-核納米結(jié)構(gòu),利用多孔碳提高硅材料在充放電過程中的循環(huán)穩(wěn)定性和離子傳輸能力,得到了如下結(jié)果:1)以面粉作為生物質(zhì)碳源,經(jīng)800℃熱解和鹽酸處理,得到氯/氮/磷/氧多元素摻雜的碳材料。研究發(fā)現(xiàn),該材料中的石墨碳提高了材料的導(dǎo)電性和電化學(xué)性能。用于鋰離子電池負極測試時能夠穩(wěn)定循環(huán)三百圈并保持在500 mAh g-1以上,并且呈現(xiàn)出非常優(yōu)越的倍率性能。在循環(huán)兩百圈之后靜置兩個月,容量只下降7.2%,且依舊能夠保持穩(wěn)定的循環(huán)性能。2)使用Si02作為殼層,多孔碳提供硅在循環(huán)過程中的體積膨脹空間和離子傳輸通道,設(shè)計了一種雙殼-核納米結(jié)構(gòu)（Si@C@Si02）,改善電極的循環(huán)... 

【文章來源】：廈門大學(xué)福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：110 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１鋰離子電池工作原理圖ｒｅｆ?［５］??如圖１－１是鋰離子電池的工作原理圖［５］

集流板、隔膜等）對電池容量的影響�；趯ΜF(xiàn)如今鋰離子電池的發(fā)展狀況，可??以假設(shè)Ｑｍ＝?１３０．４?ｍＡｈ?ｇ＇做出了在Ｃｃ＝?１４０－２００?ｍＡｈ?ｇ—１時，負極容量與全電??池的關(guān)系曲線（圖１－２）?［１１］。通過圖１－２可以看出，當正極材料的容量在１４０－２００??ｍＡｈ?ｆ范圍內(nèi)時，負極材料容量在１０００?ｍＡｈ?ｆ之前全電池容量隨負極容量急??劇增加，只有負極材料容量在１０００－１２００?ｍＡｈ?ｇ＿１內(nèi)，全電池的容量才會達到一??個較高的水平（６０－７５?ｍＡｈ?ｇ＇１），而市場上廣泛使用的傳統(tǒng)石墨負極（理論容量??３７０?ｍＡｈ?遠遠不能達到這一水平，更不可能激發(fā)鋰離子電池的全部潛能。因??此，我們需要尋找一種新材料來代替石墨電極。另一方面，上述曲線中負極容量??在達到一定值后會進入一個明顯的平臺區(qū)，也就是說負極容量的增加對電池容量??的影響基本可以忽略不計，而正極容量的微弱增加卻對全電池的總?cè)萘坑兄捎^??的影響。因此

間結(jié)構(gòu)中形成ＬｉｘＣ化合物，在放電過程中，鋰離子再從其中脫出。在電壓低于??０．２５Ｖ時鋰離子從石墨的端面和基面的缺陷處嵌入，形成鋰離子插層的石墨層，??但是這種插層狀態(tài)與鋰離子的濃度有著直接地關(guān)系。如圖１－３所示［２９］，在嵌入的??初始（第三）階段，會形成單鋰離子層，同時鋰離子不會嵌入到相鄰石墨層中，??隨著放電程度加深，鋰離子濃度也會逐漸增大，鋰離子嵌入程度也逐漸加深，從??９??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]過渡金屬氮化物在鋰離子電池中的應(yīng)用[J]. 陳汝文,涂新滿,陳德志.  化學(xué)進展. 2015(04)
[2]鋰離子電池正極材料LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2[J]. 王希敏,王先友,羅旭芳,廖力.  化學(xué)進展. 2006(12)



本文編號：2990686