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

【文章來源】：江西理工大學江西省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

[42]Si電極失效機理

對硅基負極材料進行合理的結(jié)構(gòu)設計,是近年來研究的熱點。零維結(jié)構(gòu)即球形的材料[5 6]。Ma等[57]通過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到1054 mAh·g-1庫侖效率高達98%(圖1.2(d))。此外,復合表現(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)來容納Si NPs的體積變化,從而在鋰鹽/脫氮過程中保持電極的完整性,因此具有良好的電化學性能。

[67]硅的一維結(jié)構(gòu)

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]鋰離子電池硅/碳復合負極材料的制備及性能研究[D]. 蘇明如.中南大學 2014

碩士論文
[1]鋰離子電池硅碳復合負極材料的研究[D]. 李能.南昌大學 2016
[2]硅碳復合負極材料的制備及電化學研究[D]. 吳璇.天津大學 2015
[3]鋰離子電池Si/C復合負極材料的制備及電化學性能研究[D]. 劉傳永.湖南工業(yè)大學 2014
[4]硅基復合鋰離子電池負極材料的制備與電化學性能研究[D]. 李曉歌.河南大學 2014



本文編號：3010326