發(fā)布時間：2022-12-22 22:08

　　本文采用球磨法對粗硅進行球磨處理,然后對粗硅進行表面硅烷有機物的改性,以減緩硅材料在電池循環(huán)過程中的粉化脫落現(xiàn)象,提高電池材料的循環(huán)穩(wěn)定性。本文的另一個研究內(nèi)容是用硅烷偶聯(lián)劑改性后的粗硅與石墨進行復(fù)合,以得到電池穩(wěn)定性好,容量較高的負(fù)極材料。然后對不同比例的改性Si O/石墨符合材料進行了研究。本文選用的是價格低廉,易于制備的工業(yè)級硅粉（200目）。首先采用球磨的方法對工業(yè)級硅粉進行球磨,進行一定程度的細(xì)化處理,制備出了粒徑在0.5~2μm的樣品,其首次充放電比容量分別為2019.71 m Ah/g、3637.34m Ah/g,首次效率為55.53%;循環(huán)50次后,可逆容量僅為463.50m Ah/g。然后在球磨的基礎(chǔ)上,用γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（KH570）對其表面進行改性處理,以減緩硅的粉化現(xiàn)象。改性后的硅首次充放電比容量分別為2768.90 m Ah/g、3647.49 m Ah/g,首次效率為75.91%,50次循環(huán)后,可逆容量仍有1450.05 m Ah/g,對比可知,硅烷偶聯(lián)劑改性可以有效的提升硅的電化學(xué)性能。本文將硅烷偶聯(lián)劑KH570改性后的球磨硅粉分別與兩... 

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的意義
    1.2 鋰離子電池概述
        1.2.1 鋰離子電池工作原理
        1.2.2 鋰離子電池正極材料
        1.2.3 鋰離子電池負(fù)極材料
    1.3 硅基負(fù)極材料的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 硅納米化
        1.3.2 硅薄膜化
        1.3.3 硅合金化
        1.3.4 硅烷偶聯(lián)劑的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的研究目的與內(nèi)容
第2章 實驗材料與研究方法
    2.1 實驗藥品與儀器
        2.1.1 實驗藥品
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 材料的制備
        2.2.1 機械球磨制備粗硅
        2.2.2 硅烷偶聯(lián)劑KH-570 改性單質(zhì)硅
    2.3 材料的表征測試
        2.3.1 X射線粉末衍射儀（XRD）
        2.3.2 掃描電子顯微鏡（SEM）
        2.3.3 透射電子顯微鏡（TEM）
        2.3.4 傅利葉變換紅外光譜 (FT-RI)
    2.4 電極的制備及電池組裝
        2.4.1 電極制備
        2.4.2 電池組裝
    2.5 電化學(xué)性能測試
        2.5.1 充放電測試
        2.5.2 循環(huán)伏安測試
        2.5.3 電化學(xué)阻抗測試
第3章 單質(zhì)硅的硅烷偶聯(lián)劑的改性研究
    3.1 單質(zhì)硅的性能研究
        3.1.1 單質(zhì)硅的形貌及結(jié)構(gòu)特征
        3.1.2 單質(zhì)硅的電化學(xué)性能測試
    3.2 硅烷偶聯(lián)劑KH 570 改性單質(zhì)硅
        3.2.1 改性硅的形貌及結(jié)構(gòu)特征
        3.2.2 改性硅的電化學(xué)性能測試
    3.3 硅烷偶聯(lián)劑KH 570 改性一氧化硅
    3.4 本章小結(jié)
第4章KH570-Si/石墨復(fù)合材料的研究
    4.1 石墨材料的結(jié)構(gòu)及形貌特征
        4.1.1 石墨的XRD表征
        4.1.2 石墨的SEM表征
    4.2 石墨材料的電化學(xué)性能測試
        4.2.1 石墨的循環(huán)伏安表征
        4.2.2 石墨的容量特性
    4.3 KH 570-Si/石墨負(fù)極復(fù)合材料的性能研究
        4.3.1 KH 570-Si/石墨（SMG-JCS-1S）復(fù)合材料的性能研究
        4.3.2 KH 570-Si/石墨（GHMG）復(fù)合材料的性能研究
    4.4 KH 570-SiO/石墨（SMG-JCS-1S）復(fù)合材料的性能研究
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]KH570改性納米SiO2的制備及應(yīng)用[J]. 陳姚,趙苗苗,于欣偉,王步華,張慶.  電鍍與涂飾. 2014(18)
[2]鋰離子電池硅基負(fù)極材料研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 張培新,汪靜偉,黃亮,張冬云.  深圳大學(xué)學(xué)報(理工版). 2014(05)
[3]硅烷偶聯(lián)劑穩(wěn)定化處理的多孔硅/Pb3O4的反應(yīng)性能[J]. 王守旭,沈瑞琪,葉迎華,胡艷.  含能材料. 2012(04)
[4]鋰離子電池硅基負(fù)極改性研究新進展[J]. 鄒幽蘭,楊娟,周向陽,唐晶晶,王松燦,謝靜.  材料導(dǎo)報. 2011(17)
[5]鋰離子電池碳負(fù)極材料研究進展[J]. 孫學(xué)亮,秦秀娟,卜立敏,吳偉.  有色金屬. 2011(02)
[6]鋰離子電池碳納米管負(fù)極材料儲鋰性能研究[J]. 李昌明,趙靈智,劉志平,張仁元,李偉善.  化工新型材料. 2009(06)
[7]鋼材表面硅烷處理后的防蝕性能[J]. 陳珊,陳仁霖,陳學(xué)群,李國明.  腐蝕與防護. 2008(04)
[8]瀝青包覆天然石墨的制備及性能研究[J]. 陳猛,李金媛,金江敏.  電池工業(yè). 2007(05)
[9]瀝青包覆天然石墨性能的研究[J]. 周友元,李新海,郭華軍,王志興,楊勇.  功能材料. 2007(06)
[10]硅烷偶聯(lián)劑的研究與應(yīng)用[J]. 沈璽,高雅男,徐政.  上海生物醫(yī)學(xué)工程. 2006(01)

碩士論文
[1]人造石墨與硅—石墨復(fù)合負(fù)極材料的制備及性能研究[D]. 黃思林.中南大學(xué) 2013
[2]金屬表面硅烷化處理的工藝研究[D]. 田婉潔.重慶大學(xué) 2011



本文編號：3724134