鋰離子電池因其具有能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)和環(huán)境友好型等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用在眾多領(lǐng)域。傳統(tǒng)商業(yè)應(yīng)用的鋰離子電池負(fù)極材料一般是石墨,但是石墨的理論容量密度只有372 mAh·g^-1,而硅負(fù)極材料的理論容量可達(dá)4200 mAh·g^-1,所以硅受到了越來(lái)越多的關(guān)注。但是作為下一代鋰離子電池負(fù)極材料,硅基負(fù)極材料還存在自身低導(dǎo)電性和體積膨脹兩個(gè)缺點(diǎn)。為了克服這兩個(gè)缺點(diǎn),本論文通過(guò)將納米碳導(dǎo)電劑與硅基材料復(fù)合,以提高硅基負(fù)極的電化學(xué)性能。開(kāi)展了單一納米碳和多元納米碳導(dǎo)電劑復(fù)合微米硅負(fù)極的研究。先將導(dǎo)電劑CNTs、Li435（粒徑20-30nm的新型導(dǎo)電碳）和SuperP與微米硅復(fù)合;再將CNTs、Li435和石墨烯以不同比例混合的多元導(dǎo)電劑與微米硅復(fù)合,制成電池并測(cè)試其性能;考慮到導(dǎo)電劑質(zhì)地輕,易團(tuán)聚,制漿過(guò)程難于分散的問(wèn)題,探索制備單一導(dǎo)電劑復(fù)合硅基負(fù)極電極漿料的勻漿工藝。結(jié)果發(fā)現(xiàn):選擇與單一導(dǎo)電劑CNTs復(fù)合時(shí),電池的阻抗最低,1130Ω·cm,因此CNTs為最適合與硅基材料復(fù)合的導(dǎo)電劑;制備電極漿料時(shí)勻漿速度3000 r/min,勻漿時(shí)間40min為... 

【文章來(lái)源】：江西理工大學(xué)江西省

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

[42]Si電極失效機(jī)理

對(duì)硅基負(fù)極材料進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。零維結(jié)構(gòu)即球形的材料[5 6]。Ma等[57]通過(guò)硅酸四乙酯與間苯二酚-甲醛的水解和縮合制備了SiO2CTAB@polymer微球。隨后碳化和鎂熱還原生成介孔Si@C微球(圖1.2(a))。Si@C微球有常規(guī)球面形狀,平均直徑在500 nm,中孔大小為3.2 nm(圖1.2(b-c))。這種材料表現(xiàn)出良好的電化學(xué)可逆性和結(jié)構(gòu)完整性。在50 mA·g-1的電流密度下初始比容量的1375 mAh·g-1,100次循環(huán)后充電比容量仍然可以達(dá)到1054 mAh·g-1庫(kù)侖效率高達(dá)98%(圖1.2(d))。此外,復(fù)合表現(xiàn)出良好的額定倍率容量,在電流密度為2.0 A·g-1仍保留628 mAh·g-1(圖1.2(e))。介孔之間的空隙Si NPs和碳框架,它提供了一種介質(zhì)來(lái)容納Si NPs的體積變化,從而在鋰鹽/脫氮過(guò)程中保持電極的完整性,因此具有良好的電化學(xué)性能。

[67]硅的一維結(jié)構(gòu)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]鋰離子電池Si/RGO@PANI三明治納米結(jié)構(gòu)負(fù)極材料的制備與電化學(xué)性能[J]. 張興帥,許笑目,郭玉忠,黃瑞安,王劍華,楊斌,戴永年.  無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2017(03)
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博士論文
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碩士論文
[1]鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料的研究[D]. 李能.南昌大學(xué) 2016
[2]硅碳復(fù)合負(fù)極材料的制備及電化學(xué)研究[D]. 吳璇.天津大學(xué) 2015
[3]鋰離子電池Si/C復(fù)合負(fù)極材料的制備及電化學(xué)性能研究[D]. 劉傳永.湖南工業(yè)大學(xué) 2014
[4]硅基復(fù)合鋰離子電池負(fù)極材料的制備與電化學(xué)性能研究[D]. 李曉歌.河南大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3010326