發(fā)布時間：2021-11-18 11:52

　　本課題以天然石墨與一氧化硅復合鋰離子電池負極材料為研究對象。天然石墨作為鋰離子電池負極材料具有穩(wěn)定的循環(huán)性能,但其理論比容量僅有372m Ah/g。一氧化硅作為鋰離子電池負極材料具有較高的理論比容量,但由于其在脫嵌鋰過程中的體積效應,循環(huán)性能較差。因此,本課題將天然石墨與一氧化硅進行復合,并采用微膨脹、碳包覆改善復合負極材料的循環(huán)性能,降低首次不可逆容量,使其既具有較高比容量,又能獲得較好循環(huán)性能。利用SEM觀測材料的微觀形貌,XRD分析材料的晶型結構,并通過循環(huán)伏安測試和恒流充放電測試對材料的電化學性能進行研究。以過氧化氫為氧化劑,分別以有機酸和無機酸為插層劑,通過液相氧化插層反應及高溫處理制備微膨脹石墨。天然石墨經(jīng)過微膨脹處理之后層間距均變大,可逆容量提高,其倍率性能及循環(huán)性能均好于天然石墨。經(jīng)分析得甲酸作為插層劑最合適,所得微膨脹石墨在0.1C、0.2C、0.5C、1C、2C、5C下的可逆比容量分別為351 m Ah/g、344m Ah/g、328m Ah/g、290m Ah/g、180m Ah/g、59m Ah/g。同時對液相反應時間進行了優(yōu)化,確定合適的反應時間為4h,此條件... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋰離子電池工作示意圖

為達到了飽和嵌入。不同階的鋰-石墨層間化合物的示意圖如圖 1hzuku[14]等研究發(fā)現(xiàn)鋰在石墨中的嵌入是逐步進行的，在嵌鋰過程 LiC72、LiC36、LiC27、LiC18、LiC6的鋰-石墨層間化合物。Li+嵌入鄰的碳層將發(fā)生位移，使得一層 C 原子剛好居于另一層 C 原子上重迭方式變成 AAA。有人認為無論 ABAB 還是 ABCABC，嵌入成 AAA。

不同階石墨層間化合物示意圖

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3502851