锂离子电池Si/C负极材料电解液的研究
发布时间：2021-01-07 03:03
锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应、绿色环保等优点,目前已得到广泛的研究与应用。硅负极材料被认为是极具发展潜力的新一代锂离子电池负极材料,它的理论比容量高达3579 mAh/g,而且工作电压低,储量丰富。然而,在锂的嵌入和脱出过程中,硅负极材料体积变化巨大（大于300%）,导致颗粒发生粉碎,因此,硅基负极材料具有较差的循环稳定性能,这严重限制了它的商业化应用。在硅基负极材料嵌锂的过程中,电解液成分在电极表面发生反应形成固体电解质中间相（SEI）膜。致密和稳定的SEI膜可以缓解硅基负极材料在循环过程中裂纹的产生和颗粒粉化,提高其电化学性能。因此,电解液成分对SEI膜的性质有着非常大的影响。但是,目前关于电解液的研究主要是建立在碳负极材料的基础上,而对适用于硅基负极材料的锂离子电池电解液研究较少。本文通过优化电解液基本成分以及加入特殊电解液添加剂等方法来改善SEI膜,提高硅基材料的电化学性能。研究了不同碳酸乙烯酯（EC）/碳酸二乙酯（DEC）配比和LiPF6浓度对Si/C负极材料电化学性能的影响。在以1.0mol/LLiPF6为锂盐,不同配比的EC/DEC为溶剂的电解液中,随...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：117 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 锂离子电池概述
1.1.1 引言
1.1.2 锂离子电池的工作原理及结构
1.1.3 锂离子电池的发展历程
1.2 锂离子电池关键材料
1.2.1 锂离子电池正极材料
1.2.2 锂离子电池负极材料
1.2.3 锂离子电池电解质
1.3 硅基负极材料研究进展
1.3.1 硅基负极材料储锂机制及主要问题
1.3.2 硅基负极材料的性能改善
1.4 锂离子电池电解液的研究现状
1.4.1 有机液体电解质
1.4.2 离子液体电解质
1.5 问题的提出及本论文的研究内容
第二章 实验样品与研究方法
2.1 实验药品及样品制备
2.1.1 实验原料
2.1.2 材料制备方法
2.2 电极制作,电解液配制和电池装配
2.2.1 电极制作
2.2.2 电解液配制
2.2.3 扣式电池组装
2.3 电池电化学性能与电解液理化性质测试
2.3.1 静态恒流充放电测试
2.3.2 循环伏安测试（CV）
2.3.3 电化学交流阻抗谱（EIS）
2.3.4 高低温下恒流充放电测试
2.3.5 电解液离子电导率测试
2.5 材料和电极的结构形貌表征
2.5.1 SEM测试
2.5.2 TEM测试
2.5.3 傅立叶红外光谱（FTIR）测试
2.5.4 X射线光电子能谱（XPS）测试
6的作用及优化">第三章 Si/C负极材料电解液中EC/DEC和LiPF6的作用及优化
3.1 引言
3.2 Si/C负极材料电解液中EC/DEC比例的选择和优化
3.2.1 EC/DEC比例对电解液离子电导率的影响
3.2.2 EC/DEC比例对Si/C负极材料电化学性能的影响
3.2.3 EC/DEC比例对Si/C负极材料电极结构和形貌的影响
3.2.4 不同EC/DEC比例下Si/C负极材料表面化学成分的分析
6浓度的选择与优化"> 3.3 Si/C负极材料电解液中LiPF6浓度的选择与优化
6浓度对电解液离子电导率的影响"> 3.3.1 LiPF6浓度对电解液离子电导率的影响
6浓度对Si/C负极材料电化学性能的影响"> 3.3.2 LiPF6浓度对Si/C负极材料电化学性能的影响
3.4 本章小结
第四章 有机成膜添加剂FEC和VC对Si/C负极材料电化学性能影响及作用机理研究
4.1 引言
4.2 FEC添加剂对Si/C负极材料电化学性能影响及作用机理探讨
4.2.1 不同含量的FEC对Si/C负极材料电化学性能影响
4.2.2 FEC含量对Si/C负极材料电极结构和形貌影响
4.2.3 FEC添加剂对Si/C负极材料电化学性能影响的机理分析
4.3 VC添加剂对Si/C负极材料电化学性能影响及作用机理探讨
4.3.1 不同含量的VC对Si/C负极材料电化学性能研究
4.3.2 VC含量对Si/C负极材料电极结构和形貌影响
4.3.3 VC添加剂对Si/C负极材料影响的机理分析
4.4 本章小结
2CO3的添加对其电化学性能的影响">第五章 Si/C负极材料中K2CO3的添加对其电化学性能的影响
5.1 引言
2CO3添加剂对Si/C负极材料的作用及其机理"> 5.2 K2CO3添加剂对Si/C负极材料的作用及其机理
2CO3含量对Si/C负极材料电化学性能研究的影响"> 5.2.1 K2CO3含量对Si/C负极材料电化学性能研究的影响
2CO3含量对Si/C电极结构和形貌影响"> 5.2.2 K2CO3含量对Si/C电极结构和形貌影响
2CO3含量对Si/C负极材料电极表面化学成分的分析影响"> 5.2.3 K2CO3含量对Si/C负极材料电极表面化学成分的分析影响
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 对未来研究工作的展望
参考文献
致谢
个人简介
攻读学位期间发表的学术论文与取得的其它研究成果
本文编号：2961772
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：117 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 锂离子电池概述
1.1.1 引言
1.1.2 锂离子电池的工作原理及结构
1.1.3 锂离子电池的发展历程
1.2 锂离子电池关键材料
1.2.1 锂离子电池正极材料
1.2.2 锂离子电池负极材料
1.2.3 锂离子电池电解质
1.3 硅基负极材料研究进展
1.3.1 硅基负极材料储锂机制及主要问题
1.3.2 硅基负极材料的性能改善
1.4 锂离子电池电解液的研究现状
1.4.1 有机液体电解质
1.4.2 离子液体电解质
1.5 问题的提出及本论文的研究内容
第二章 实验样品与研究方法
2.1 实验药品及样品制备
2.1.1 实验原料
2.1.2 材料制备方法
2.2 电极制作,电解液配制和电池装配
2.2.1 电极制作
2.2.2 电解液配制
2.2.3 扣式电池组装
2.3 电池电化学性能与电解液理化性质测试
2.3.1 静态恒流充放电测试
2.3.2 循环伏安测试（CV）
2.3.3 电化学交流阻抗谱（EIS）
2.3.4 高低温下恒流充放电测试
2.3.5 电解液离子电导率测试
2.5 材料和电极的结构形貌表征
2.5.1 SEM测试
2.5.2 TEM测试
2.5.3 傅立叶红外光谱（FTIR）测试
2.5.4 X射线光电子能谱（XPS）测试
6的作用及优化">第三章 Si/C负极材料电解液中EC/DEC和LiPF6的作用及优化
3.1 引言
3.2 Si/C负极材料电解液中EC/DEC比例的选择和优化
3.2.1 EC/DEC比例对电解液离子电导率的影响
3.2.2 EC/DEC比例对Si/C负极材料电化学性能的影响
3.2.3 EC/DEC比例对Si/C负极材料电极结构和形貌的影响
3.2.4 不同EC/DEC比例下Si/C负极材料表面化学成分的分析
6浓度的选择与优化"> 3.3 Si/C负极材料电解液中LiPF6浓度的选择与优化
6浓度对电解液离子电导率的影响"> 3.3.1 LiPF6浓度对电解液离子电导率的影响
6浓度对Si/C负极材料电化学性能的影响"> 3.3.2 LiPF6浓度对Si/C负极材料电化学性能的影响
3.4 本章小结
第四章 有机成膜添加剂FEC和VC对Si/C负极材料电化学性能影响及作用机理研究
4.1 引言
4.2 FEC添加剂对Si/C负极材料电化学性能影响及作用机理探讨
4.2.1 不同含量的FEC对Si/C负极材料电化学性能影响
4.2.2 FEC含量对Si/C负极材料电极结构和形貌影响
4.2.3 FEC添加剂对Si/C负极材料电化学性能影响的机理分析
4.3 VC添加剂对Si/C负极材料电化学性能影响及作用机理探讨
4.3.1 不同含量的VC对Si/C负极材料电化学性能研究
4.3.2 VC含量对Si/C负极材料电极结构和形貌影响
4.3.3 VC添加剂对Si/C负极材料影响的机理分析
4.4 本章小结
2CO3的添加对其电化学性能的影响">第五章 Si/C负极材料中K2CO3的添加对其电化学性能的影响
5.1 引言
2CO3添加剂对Si/C负极材料的作用及其机理"> 5.2 K2CO3添加剂对Si/C负极材料的作用及其机理
2CO3含量对Si/C负极材料电化学性能研究的影响"> 5.2.1 K2CO3含量对Si/C负极材料电化学性能研究的影响
2CO3含量对Si/C电极结构和形貌影响"> 5.2.2 K2CO3含量对Si/C电极结构和形貌影响
2CO3含量对Si/C负极材料电极表面化学成分的分析影响"> 5.2.3 K2CO3含量对Si/C负极材料电极表面化学成分的分析影响
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 对未来研究工作的展望
参考文献
致谢
个人简介
攻读学位期间发表的学术论文与取得的其它研究成果
本文编号：2961772
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