硅/碳纳米管复合负极材料的制备及其电化学性能研究

发布时间：2021-04-21 05:42

　　本文从缓冲硅的体积膨胀,提高材料的导电率,以及提高硅材料的电化学性能的角度出发,在硅中掺杂高导电性的碳材料,采用三种方法制备了Si/SWNT复合负极材料,通过SEM、TEM、XRD、XPS、拉曼光谱等技术手段对负极材料进行表征,通过性能测试评价了硅基负极材料电化学性能。主要研究成果如下:（1）采用静电诱导自组装技术和膜转移的方法制备了三维网络Si/SWNT复合负极材料。研究结果表明:在Si/SWNT负极材料中,纳米硅球被封装在碳纳米管形成的错综复杂的三维碳基导电网络中。该导电网络既可以作为一个“缓冲骨架”,又提供了一个快速的电子传输通道,确保了材料具有良好的循环稳定性和倍率性能。通过恒流充放电测试,在电流密度为400mA·g^-1的条件下,50次循环后,电池的容量高达941mAh·g^-1;当电流密度增大到1600mA·g^-1时,制备的复合材料容量仍能达到740mAh·g^-1,当电流密度再次回到200mA·g^-1时,比容量能够达到950mAh·g^-1,显示了良... 

【文章来源】：沈阳理工大学辽宁省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 锂离子电池概述
    1.2 锂离子电池结构和工作原理
    1.3 锂离子电池负极材料研究现状
        1.3.1 碳类材料
        1.3.2 过渡金属氧化物负极材料
        1.3.3 合金类材料
    1.4 硅基负极材料
        1.4.1 硅负极材料存在的问题
        1.4.2 硅负极材料的储锂机理
        1.4.3 硅负极材料的研究现状
    1.5 离子液体简介
        1.5.1 离子液体定义及性质
        1.5.2 离子液体的分类
        1.5.3 离子液体在电沉积中的应用
    1.6 立题依据和研究内容
第2章 三维网状Si/SWNT锂离子电池负极材料制备及研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验药品
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 Si/SWNT负极材料制备方法
        2.2.4 材料表征
        2.2.5 电化学性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 三维网络Si/SWNT复合负极的结构设计
        2.3.2 复合材料的形貌分析
        2.3.4 复合材料的结构分析
        2.3.5 Si/SWNT复合材料的电化学性能
    2.4 小结
第3章 层状Si/SWNT复合负极材料制备及研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 材料的制备
        3.2.4 材料表征
        3.2.5 电化学性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 层状Si/SWNT复合负极材料的结构设计
        3.3.2 层状Si/SWNT复合负极材料的形貌分析
        3.3.3 层状Si/SWNT复合负极材料的结构分析
        3.3.4 层状Si/SWNT复合负极材料的电化学性能
    3.4 小结
第4章 离子液体电沉积硅制备Si/SWNT复合负极材料的研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验药品
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 材料的制备
        4.2.4 材料表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 Si/SWNT复合材料的形貌表征
        4.3.2 Si/SWNT复合材料的结构表征
    4.4 展望
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Li-Si合金中间相作为锂离子电池负极材料的研究（英文）[J]. 侯贤华,胡社军,汝强,张志文.  稀有金属材料与工程. 2010(12)



本文编号：3151170