硅作為鋰離子電池負(fù)極有極高的理論比容量（4200mAh/g）和較適宜的電極電勢,它的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用非常有前景。但是,硅在循環(huán)過程中會伴隨劇烈的體積變化（³00%）,不可避免的引發(fā)電極的粉化和不可逆的容量喪失。粘結(jié)劑在鋰離子電池中是十分重要的,在維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性上起重要作用。開發(fā)新型高性能的粘結(jié)劑,可以有效提高硅負(fù)極的性能。本文采用過氧化氫氧化了羧甲基纖維素鈉與羧甲基淀粉鈉得到新型粘結(jié)劑,并在此基礎(chǔ)上通過聚丙烯酸交聯(lián)聚合得到新型粘結(jié)劑,將粘結(jié)劑應(yīng)用于納米硅負(fù)極材料的粘結(jié)劑中。對各粘結(jié)劑理化性能進(jìn)行了測試,并對其電化學(xué)性能進(jìn)行了測試分析。結(jié)果表明電流密度1000mAh/g羧甲基纖維素鈉與羧甲基淀粉鈉粘結(jié)劑電極經(jīng)100次充放電循環(huán)后,容量保持率分別為26.75%與32.23%;循環(huán)200圈后容量保持率為17.11%和22.67%。電流密度高達(dá)4000mAh/g時(shí),容量保持率分別為29.89%和39.75%。經(jīng)過氧化氫氧化的羧甲基纖維素鈉與羧甲基淀粉鈉,在1740cm^-1處出現(xiàn)C=O特征峰,-OH轉(zhuǎn)化為-COOH或-CHO,與Si顆粒有很強(qiáng)的氫鍵作用,有利... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池組成機(jī)構(gòu)
        1.2.1 負(fù)極材料
        1.2.2 正極材料
        1.2.3 隔膜
        1.2.4 電解質(zhì)
    1.3 硅負(fù)極材料的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 納米Si材料
        1.3.2 薄膜Si材料
        1.3.3 Si/C復(fù)合材料
    1.4 電池粘結(jié)劑
        1.4.1 粘結(jié)劑的相互作用
        1.4.2 基于分子間力粘結(jié)劑
        1.4.3 基于結(jié)構(gòu)的粘結(jié)劑
        1.4.4 導(dǎo)電粘結(jié)劑
        1.4.5 拓?fù)浣宦?lián)粘結(jié)劑
    1.5 本文的主要內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)工藝及研究方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)儀器和材料
    2.2 粘結(jié)劑的制備
        2.2.1 粘結(jié)劑的精制
        2.2.2 CMC與CMS-Na粘結(jié)劑的制備
        2.2.3 NMC與NMR粘結(jié)劑的制備
        2.2.4 P-NMC與P-NMR粘結(jié)劑的制備
    2.3 電極制備和電池組裝
        2.3.1 電極的制備
        2.3.2 扣式電池的組裝
    2.4 粘結(jié)劑基本性能測試
        2.4.1 傅里葉變換紅外光譜
        2.4.2 溶脹性能測試
        2.4.3 電解液溶解性測試
    2.5 電化學(xué)性能測試
        2.5.1 循環(huán)伏安測試
        2.5.2 充放電測試
        2.5.3 電化學(xué)阻抗譜測試
    2.6 物理測試與表征
        2.6.1 掃描電子顯微鏡測試
        2.6.2 X射線衍射測試
    2.7 本章小結(jié)
第3章 新型粘結(jié)劑CMS-NA在硅負(fù)極中的性能研究
    3.1 新型粘結(jié)劑CMS-Na的物理性能研究
        3.1.1 CMS-Na與CMC的形貌分析
        3.1.2 CMS-Na與CMC的紅外分析
        3.1.3 CMS-Na與CMC的X射線衍射
        3.1.4 CMS-Na與CMC的溶脹性能測試
        3.1.5 CMS-Na與CMC的電解液溶解性測試
    3.2 新型粘結(jié)劑CMS-Na的電化學(xué)性能研究
        3.2.0 CMS-Na與CMC電池循環(huán)前后極片表面形貌
        3.2.1 CMS-Na與CMC電池倍率實(shí)驗(yàn)
        3.2.2 CMS-Na與CMC電池循環(huán)性能
        3.2.3 CMS-Na與CMC電池充放電性能
        3.2.4 CMS-Na與CMC電池循環(huán)伏安性能
        3.2.5 CMS-Na與CMC對電池阻抗性能的影響
    3.3 本章小結(jié)
第4章 CMC和CMS-NA的氧化改性研究
    4.1 氧化后CMC與CMS-Na的物理性能研究
        4.1.1 NMC與NMR的形貌分析
        4.1.2 NMC與NMR的X射線衍射
        4.1.3 NMC與NMR的紅外分析
        4.1.4 NMC與NMR的溶脹性能測試
        4.1.5 NMC與NMR的電解液溶解性測試
    4.2 氧化后CMC與CMS-Na的電化學(xué)性能研究
        4.2.1 NMC與NMR電池循環(huán)前后極片表面形貌
        4.2.2 NMC與NMR電池倍率實(shí)驗(yàn)
        4.2.3 NMC與NMR電池循環(huán)性能
        4.2.4 NMC與NMR電池充放電性能
        4.2.5 NMC與NMR電池循環(huán)伏安性能
        4.2.6 NMC與NMR對電池阻抗性能的影響
    4.3 本章小結(jié)
第5章 聚丙烯酸與NMC/NMR交聯(lián)的性能研究
    5.1 P-NMC與P-NMR的物理性能研究
        5.1.1 P-NMC與P-NMR的溶脹性能測試
        5.1.2 P-NMC與P-NMR的電解液溶解性測試
    5.2 P-NMC與P-NMR的電化學(xué)性能研究
        5.2.1 NMC與NMR電池循環(huán)前后極片表面形貌
        5.2.2 P-NMC與P-NMR電池倍率實(shí)驗(yàn)
        5.2.3 P-NMC與P-NMR電池循環(huán)性能
        5.2.4 P-NMC與P-NMR電池充放電性能
        5.2.5 P-NMC與P-NMR電池循環(huán)伏安性能
        5.2.6 P-NMC與P-NMR對電池阻抗性能的影響
    5.3 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
結(jié)論
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3155225