锂离子电池硅基负极纳米材料设计与性能研究

发布时间：2020-04-30 18:31

【摘要】：随着化石等非再生能源枯竭、新能源汽车的兴起,商业化的锂离子电池已经广泛应用于日常生活中的各个方面,现在我们探索锂离子电池的重点在于研究结构稳定、循环寿命长、对环境污染小。而硅基材料在研究电池负极材料中具有最高的理论比容量、对环境污染小、在地球上大量存在,被认为是最有前途的锂离子电池材料之一。然而,它仍然存在一个明显的缺点,由于在充放电过程中体积膨胀,限制了其商业化进程,在实际应用中获得良好的性能仍然是一个巨大的挑战。通过简单的方法合成了番荔枝状Si@mmNOC多孔复合材料,其内部空间可以适应硅在充放电过程中的体积膨胀问题,外面的的碳壳可提高电导率并且可以阻止SEI膜的破裂,极大地提高了硅基材料的电化学性能,表现出长循环寿命。同时,我们通过硅纳米颗粒外面包覆一层盐酸多巴胺,在催化剂乙酸钴的催化作用下,通过高温煅烧,形成氮掺杂碳包覆的硅多孔纳米复合材料。
【图文】：

透射图

电极的完整性，导致其机械故障，包括从集电器分层和电极开裂的现象。与电极逡逑结构的传统方法不同，已经开发了将纳米粒子组装成分层结构以实现高容量和高逡逑性能的新方法。在这种分层结构的方法中，在充放电过程中聚合物电极粘合剂是逡逑解决锂化和脱锂过程中的关键组分。总结近年来锂离子电池负极材料，用聚合物逡逑电极粘合剂发展方向上仍然存在不小的挑战。逡逑１．邋３硅基负极材料的研究现状逡逑１．邋３．１桂颗粒＂＂逡逑作为地球上第二丰富的元素，硅极有可能以较低的成本被用作作为锂离子电逡逑池负极原料，目前商业使用的Ｓｉ材料，如硅晶片和微型硅粒子，常被用作合成硅逡逑复合材料。微型硅颗粒也可以用作硅前体，用于制备多孔硅，与硅片相比，微硅逡逑粒子要便宜得多，而且容易被实现，通过自上向下的方法合成多孔或纳米尺寸的逡逑硅，这种硅纳米粒子的合成是一种新型的方法。己经相当成熟，可以用作商业化，逡逑这意味着，，采用合适的方式，硅颗粒可以与传统的制造工艺相兼容，作为新一代逡逑锂离子电池负极材料。逡逑

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逦第一章绪论逦逡逑３０ｎｍ以下最好，因为大尺寸的二氧化硅在后期还原制备出材料测试中，表现出低逡逑的导电率和低的库伦效率，人造二氧化硅的尺寸对于锂离子电池测试中，也是一逡逑个非常关键的因素。逡逑与人造二氧化硅相比，直接从纯天然中提取的二氧化硅颗粒，由于地球矿石逡逑丰富、使用成本低，被广泛应用，天然硅石资源丰富己经被赋予了可以制备出各逡逑种结构，从纳米级／微米级排列，，从片到多孔到颗粒等形式存在，这就意味着天然逡逑二氧化鞋可以应用于实际生产和生活的许多方面。另一方面，人工制备的二氧化逡逑硅与天然二氧化硅相比，也有自身的优势存在，制备出二氧化硅更纯净，不像自逡逑然界中的含有许多杂质，需要增加额外的成本去除去杂质，不利于节约成本，杂逡逑质存在的情况下不利于提高锂离子电池的电化学性能，从这一点可以看出，人造逡逑的二氧化硅可以从尺寸、纯度、结晶度控制，这一点对于锂离子电池非常重要。逡逑
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM912;TB383.1

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