相比于普通蓄電池,鋰離子電池具有高的能量密度、高的功率密度、循環(huán)壽命長以及使用溫度范圍寬等優(yōu)點,在便攜式電子設(shè)備、電動汽車和航空航天等領(lǐng)域逐步得到了廣泛的應(yīng)用。簡單來講,鋰離子電池的主要構(gòu)成部分有：正極、負極、隔膜、電解液、集流體等。這些構(gòu)成部分固有的性能決定了鋰離子電池的性能優(yōu)劣。而其中負極材料作為關(guān)鍵組分對鋰電池的整體性能起著舉足輕重的影響作用。因此,研究高電化學(xué)性能參數(shù)的鋰離子電池負極材料,在鋰離子電池領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注。商用的鋰離子電池采用石墨碳材料作為負極,但是受限于碳的理論容量只有372 mA·h·g-1,導(dǎo)致成品電池的總體容量不高。碳負載金屬類負極復(fù)合材料,在具備金屬比容量高、導(dǎo)電性良好的同時,也得益于碳材料對金屬在充放電過程中體積膨脹的緩沖作用,使材料的整體性能得到提升,是一種非常有潛力的鋰電池負極材料。本文介紹了鋰電池負極材料的研究進展,同時制備了納米硅/碳微球復(fù)合材料和二氧化錫／碳復(fù)合碳包覆材料,然后制備成電池極片,進一步組裝成CR2032紐扣電池,研究了其電化學(xué)性能。用XRD、SEM、TEM等表征方法對材料的組成和形貌結(jié)構(gòu)進行表征。采用恒電流充放電、CV測試等電化... 

【文章來源】：陜西師范大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１金屬裡二次電池原理示意圖??Ｆｉ．?１－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?出ａｒａｍ?ｏｆ?ｍ別ａｌｌｉｃ?ｌｉ化ｉｕｍ?ｓｅｃｏｎｄａｒｂａｔｔｅｒｉｅｓ??

?旅?＋?ＬｉＣｏＯ，—禪Ｌｉｉ＿ｊＣｏ〇２?＋??－?放電?１＿４??圖１－２所示是裡離子二次電池的工作原理圖，在充電過程中，裡離子從正極活性。??物質(zhì)的晶格中脫出，通過有機電解質(zhì)和隔膜嵌入負極活性物質(zhì)的晶格之中，同時電子??從外電路傳輸至負極，實現(xiàn)電荷平衡，正極處于高電位的貧裡態(tài)，負極處于低電位的＇??富裡態(tài)；放電過程則與之相反。??）??－??－Ｉ?Ｉ＇．．．：?…＇一．＂［｜．．｜．…＇?－＇ｌｉｕ?…??－響￣＂???Ｕ??￥ｌ?－?＊?讓??々、／?、＂?，????—???‘?［巧分?＊?Ａ??巧？冷皆《化??１?粹？Ｈ?氣資??Ｕ片／礦柳魯言?＜?掙??／?—?／?－?／，??私芭《＃ｗａｉ?＂＞１＊－?纏＾?ＩＩＩ?ｉｉＪｆｉｒｔｆｒ??圖１－２裡離子電池充放電機制原理圖??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｈｅ?ｃｈａｒｇｅ／ｄｉｓｃｈａｒｇｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｌｉｔｈｉｕｍ?ｉｏｎ?ｂａｔｔｅｒｉｅｓ??３??

Ｆｉｇ．?１－３?Ｔｈｅ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｓｃｈｅｍｅ?ｆｏｒ?ｃａｒｂｏｎ?ｈｏｌｌｏｗ?ｐａｒｔｉｃｌｅ．??１．３．２?Ｓｉ基負極材料??桂基負極材料是己知的理論容量最高的負極材料。插負極屬于合金儲裡機制，在??高溫下（４５０‘Ｃ）發(fā)生電化學(xué)合金化反應(yīng)時，裡掛合金經(jīng)歷了多相轉(zhuǎn)變，分別形成了??ＬｂＳｉ？，Ｌｉ７Ｓｉ３，?Ｌｉｉ神４，化２踩四個化其充放電曲線對應(yīng)著多個電壓平臺。珪的充放??電過程如式（１－５），（１－６）和（１－７）所示，式中Ｃ表示結(jié)晶態(tài)，ａ表示無定形態(tài)。??放電過程：??Ｓｉ?（Ｃ）?＋?ｘＬｉ＋?＋?ｘｅ＿?—＞？?ＬｉｘＳｉ（ａ）?（１－５）??ＬｉｘＳｉ?（ａ）?＋?（３．７５－ｘ）?Ｌｉ牛?＋?（３．７５－ｘ）?ｅ—一?ＬｉｉｓＳＵ?（ｃ）?（１－６）??充電過程：??Ｌｉｉ５化似一?Ｓｉ?腳?＋?ｙ?ｅ—?＋?ｙ?Ｕ＋＋?ＬｉｉｓＳＬｔ?（ｒｅｓｉｄｕａｌ）?（１－７）??常溫下能夠穩(wěn)定存在的化Ｓｉ合金有化設(shè)７、Ｌｉｉ４Ｓｉ６、ＬｉｎＳＵ和化２化等。按照最??大儲裡量ＬｂｓＳｉｓ計算，桂的理論容量高達４２００?ｍＡ，ｌｒｇ－ｉ。同時，珪嵌脫裡離子的電勢??很低，為０？０．４?Ｖ，從這些方面，桂作為鈕離子電池負極材料具有非常好的景。??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]高性能鋰離子電池電極材料研究[J]. 焦偉明,陳哲,尹懿,嚴有為,胡山,賴曉鋒,王苗苗,劉杰.  能源與環(huán)境. 2011(02)
[2]鋰離子電池負極石墨材料的修飾與改性[J]. 路密,尹鴿平,史鵬飛.  電池. 2001(04)

碩士論文
[1]碳負載錫鈷合金鋰電負極材料的制備與表征[D]. 李小姍.陜西師范大學(xué) 2014



本文編號：3128120