Si/Cu/N-C复合负极材料的制备及电化学性能研究

发布时间：2022-01-05 01:41

　　本文采用化学合成-机械球磨法制备出Si/Cu负极材料,并以聚苯胺为碳源对Si/Cu材料进行改性,经高温固相法得到N掺杂碳材料的Si/Cu/N-C复合负极材料,该复合负极材料的首次库伦效率和循环性能都得到明显提高。利用X线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、恒流充放电、循环伏安、交流阻抗（EIS）等现代分析测试技术系统研究了改性前后复合负极材料的结构、形貌及电化学性能。研究结果如下:1.采用化学合成-机械球磨法制备出由Si和Cu单质相构成的Si/Cu复合负极材料。通过优化球磨时间,得到球磨时间为7h时,循环性能最佳,球磨间短时,硅粉和单质铜未能充分混合,球磨时间过长时,形成的Cu2O含量增加。通过改变充电截止电压,控制负极材料的嵌/脱锂深度,在电压区间为0.0-2.0 V时,有效防止电极材料在多次嵌/脱锂后的粉化、脱落,改善了材料的循环性能。在Si:Cu=a:b（a:b=0.5:1,1:1,1.5:1,2:1,2.5:1）负极材料中,当Si:Cu=a:b（a:b=1.5:1）时,首次放电比容量为1018.6 m Ah/g,100次充放电循环后容量为499.... 

【文章来源】：深圳大学广东省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

锂离子电池的工作原理示意图

单质铜的SEM图

图 3-6 Si/Cu负极材料不同比例的 SEM图(a)Cu;（b）Si0.5/Cu;（c）Si/Cu;（d）Si1.5/Cu;（e）Si2/Cu;（f）Si2.5/CuFig. 3-6 SEM images of Si/C composite with different column(a)Cu;（b）Si0.5/Cu;（c）Si/Cu;（d）Si1.5/Cu;（e）Si2/Cu;（f）Si2.5/Cu3.4.2 Si1.5/Cu 负极材料的 EDS 分析图 3-7 Si1.5/Cu 为能谱测试结果

【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池硅复合负极材料研究进展[J]. 高鹏飞,杨军.  化学进展. 2011(Z1)
[2]锂离子电池正极材料Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2的合成及电化学性能研究[J]. 杜柯,周伟瑛,胡国荣,彭忠东,蒋庆来.  化学学报. 2010(14)
[3]锂离子电池负极材料石墨的改性方法[J]. 陈猛,肖斌,杨闯.  电池工业. 2006(02)

博士论文
[1]锂离子电池硅基复合负极材料的制备及电化学研究[D]. 高鹏飞.上海交通大学 2013
[2]锂离子电池硅负极的失效行为与性能改进[D]. 徐宇虹.哈尔滨工业大学 2010
[3]二次锂电池中高容量硅/碳复合负极材料的合成及电化学研究[D]. 王保峰.中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所） 2004



本文编号：3569477