發(fā)布時(shí)間：2021-11-10 02:15

　　隨著世界人口的膨脹和經(jīng)濟(jì)的增長,能源的消耗也逐漸增加。由于化石能源資源的有限,研究清潔、可再生、可持續(xù)的能源技術(shù)成為目前亟待解決的問題。鋰離子電池是目前最主要的新型儲能器件,廣泛應(yīng)用于便攜式電子產(chǎn)品,如手機(jī)、筆記本電腦、相機(jī)等。它具有能量密度高、循環(huán)壽命長和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。盡管鋰離子電池的電化學(xué)性能在近幾年得到了很大的提高,但是其能量密度和功率密度仍需要不懈的研究。硅負(fù)極由于具有較高的理論容量（4200mAh/g）而得到了廣泛的研究。但硅負(fù)極的制備通常需要復(fù)雜的步驟和設(shè)備,成本高。二氧化硅（Si02）與硅負(fù)極具有相似的嵌鋰性質(zhì),嵌鋰容量高、電壓平臺低,此外,Si02含量豐富,是沙子的主要組成部分,制備成本低。但是,由于Si02在首次嵌鋰過程中會形成大量的不可逆產(chǎn)物,造成首次庫倫效率低等問題。本論文主要制備了Si02材料,并對其進(jìn)行預(yù)鋰化處理,研究預(yù)鋰化對于Si02電極材料性能的影響,同時(shí)選取不同粒徑的Si02顆粒,系統(tǒng)的研究了粒徑對于預(yù)鋰化材料性能的影響。首先,我們從稻殼中提取了納米Si02,通過掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）等表征手段,我們發(fā)現(xiàn)提取的Si02為無定形的... 

【文章來源】：南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１鋰離子電池結(jié)構(gòu)示意圖［２９］??簡要來說，可充電電池是指利用可逆的化學(xué)反應(yīng)來轉(zhuǎn)換和存儲化學(xué)能的儲能??

１．２．２鋰離子的結(jié)構(gòu)和原理??鋰離子電池由陰極（負(fù)極）、隔膜以及陽極（正極）組成，正負(fù)極之間是只??能傳導(dǎo)離子不能傳導(dǎo)電子的電解液。圖１．１是典型的鋰離子電池結(jié)構(gòu)示意圖。銅??箔和鋁箔分別作為負(fù)極和正極的集流體，ＬｉＣｏ０２材料、聚偏氟乙烯（ＰＶＤＦ）粘??結(jié)劑用適當(dāng)?shù)娜軇┏浞只旌献鳛檎龢O活性材料，均勻的涂敷于鋁箔的兩面，形成??正極。為了提高正極的導(dǎo)電性，可以在活性材料中添加適量的石墨。負(fù)極的制備??過程與正極相似，將碳粉、ＰＶＤＦ用適量的溶劑充分混合，均勻的涂敷于銅箔的??兩面。微孔聚乙烯薄膜作為隔膜，分離電池的正負(fù)極。然后將正極、隔膜、負(fù)極??卷繞形成圓柱狀電池。??Ｔｏｐ?ｃｏｖｅｒ?（＋）?Ｓａｆｅｌｙ?ｖｅｎｔ??／?Ｃａｔｈｏｄｅ?ｌｅａｄ??ｃ?』－ｃ?ｓ??Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ?．??Ｉｌｉ??Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ?＿?，?．?Ｉ??Ｃａｔｈｏｄｅ?？??Ａｎｏｄｅ??圖１．１鋰離子電池結(jié)構(gòu)示意圖［２９］??簡要來說，可充電電池是指利用可逆的化學(xué)反應(yīng)來轉(zhuǎn)換和存儲化學(xué)能的儲能??器件。圖１．２為鋰離子電池工作原理示意圖。在鋰離子電池充電的過程中

ＵＣ０Ｏ２?Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?Ｃａｒｂｏｎ??圖１．２鋰離子電池工作原理示憊圖［１８］??Ｌｉ－ＮＭＲ分析證實(shí)了嵌入碳層的鋰是處于離子狀態(tài)的［２９］，沒有鋰金屬的存??在。而ＬｉＣ〇０２為離子化合物，由此可以推斷，鋰在正負(fù)極中均以離子形式存在??的，這也是我們稱其為鋰離子電池的原因。??正極反應(yīng)方程式為：??ＬｉＣｏ０２?＾?ｘ?Ｌｉ＋?＋?ｘｅ￣?＋?Ｌ／１＿＾Ｃｏ０２?式（１．１）??負(fù)極反應(yīng)方程式為：??６Ｃ?＋?ｘＬｉ＋?＋?ｘｅ￣?＾?ＬｉｘＣ６?式（１．２）??總反應(yīng)方程式為：??ＬｉＣｏ０２?＋?６Ｃ?＾?Ｌｉ１＾ｘＣｏ０２?＋?Ｌｉｘ＾ｅ?式（１．３）??４??


本文編號：3486367