鋰離子電池是新型的能源儲存介質(zhì),其具有高電壓、長循環(huán)壽命、高比容量、低自放電、高安全性、環(huán)保無污染、無記憶效應(yīng)等優(yōu)良的特性。目前,鋰離子電池已經(jīng)廣泛被應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦以及數(shù)碼產(chǎn)品等便攜式電子設(shè)備,隨著人類社會的持續(xù)發(fā)展,不可再生資源的日益枯竭,鋰離子電池必定會在電動汽車(EVS)、混合動力汽車等上面具有更廣泛的應(yīng)用前景。但是,傳統(tǒng)的鋰離子電池其容量較小,已經(jīng)無法滿足人們對大容量的鋰電池的迫切需求。因此,開發(fā)新的鋰離子電池材料迫在眉睫。硅負(fù)極材料具有最高的理論比容量(4200mAh/g),同時具有較低的嵌鋰/脫鋰電勢。因此,硅材料可以用來開發(fā)新一代的鋰離子電池,以便提高其容量。但是,即使硅材料具備前面所介紹的諸多優(yōu)點(diǎn),其商業(yè)化進(jìn)程也并非一帆風(fēng)順,因?yàn)槠溲h(huán)過程中會產(chǎn)生巨大的體積膨脹(>300%)。而碳材料雖然比容量較小,但是其循環(huán)性能較好,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。因此,我們可以結(jié)合這二者的優(yōu)勢,制備出新型可用于鋰離子電池的負(fù)極硅-碳復(fù)合材料。本論文的主要采用了三種方法對一氧化硅進(jìn)行性能改進(jìn),分別制備出了一氧化硅微米顆粒以及兩種不同的空心核殼硅-碳復(fù)合材料。通過X射線衍射儀(XRD)、拉曼光...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述及本文選題
    1.1 背景
    1.2 鋰離子電池概述
    1.3 鋰離子電池的性能優(yōu)勢
    1.4 鋰離子電池硅基負(fù)極材料研究進(jìn)展
        1.4.1 多孔硅納米顆粒
        1.4.2 空心硅顆粒
        1.4.3 硅@碳核殼結(jié)構(gòu)材料
        1.4.4 硅納米顆粒/石墨烯復(fù)合材料
        1.4.5 硅納米顆粒/碳納米管復(fù)合材料
        1.4.6 硅納米顆粒/碳多孔復(fù)合材料
        1.4.7 硅納米顆粒/碳其他復(fù)合材料
        1.4.8 硅納米顆粒的電化學(xué)性能機(jī)理
    1.5 論文的研究目的和內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料及研究方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 材料的制備
        2.2.1 納米硅材料的制備
        2.2.2 二氧化硅的包覆
        2.2.3 檸檬酸的原位碳化
        2.2.4 乙炔碳的化學(xué)氣相沉積
        2.2.5 二氧化硅層的去除
    2.3 試樣的物理性能表征
        2.3.1 試樣的X射線衍射分析
        2.3.2 試樣的拉曼光譜分析
        2.3.3 試樣的掃描電子顯微鏡分析
        2.3.4 試樣的透射電子顯微鏡分析
    2.4 試樣的電化學(xué)性能表征
        2.4.1 電極的制備
        2.4.2 紐扣電池的組裝
        2.4.3 充放電測試
第三章 簡單球磨法Si0材料的制備及性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)步驟
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 X射線粉末衍射(XRD)測試
        3.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)測試
        3.3.3 充放電測試
    3.4 本章小結(jié)
第四章 高溫?zé)峤夥⊿iO@void@C復(fù)合材料的制備及性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)步驟
        4.2.1 納米SiO的制備
        4.2.2 二氧化硅層的包覆
        4.2.3 檸檬酸的高溫?zé)峤?br>        4.2.4 二氧化硅層的去除
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 X射線粉末衍射(XRD)測試
        4.3.2 拉曼光譜(Raman spectra)測試
        4.3.3 掃描電子顯微鏡(SEM)測試
        4.3.4 透射電子顯微鏡(TEM)測試
        4.3.5 EDS能譜分析
        4.3.6 充放電測試
    4.4 本章小結(jié)
第五章 化學(xué)氣相沉積法Sio@void@C復(fù)合材料的制備及性能研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)步驟
        5.2.1 納米SiO的制備
        5.2.2 二氧化硅層的包覆
        5.2.3 乙炔碳的化學(xué)氣相沉積
        5.2.4 二氧化硅層的去除
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 X射線粉末衍射(XRD)
        5.3.2 拉曼光譜(Raman spectra)測試
        5.3.3 掃描電子顯微鏡(SEM)測試
        5.3.4 透射電子顯微鏡(TEM)分析
        5.3.5 EDS能譜分析
        5.3.6 充放電測試
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間科研成果
作者和導(dǎo)師簡介
附件



本文編號：3779695