硅锡基线状电极及纤维型锂离子电池设计、制备和电化学性能研究

发布时间：2024-01-27 02:19

　　随着电子产品日新月异的发展,人们对小型化电子器件的便携性、可穿戴性、可编织性等性质的需求日益增加。而相应供能设备的研发便成为重中之重,也变成产学研各界关注的重点。由于高能量密度、环境友好和价格低廉等优势,锂离子电池(LIB)在电子产品中已被广泛使用。而传统锂离子电池存在材料与集流体的连接强度不够,非活性物质比重较大等问题,使之很难应用于新型柔性、小型化、轻量化的下一代电子器件中。本文使用低成本、高柔性的碳类基底与高比容量合金化型的硅、锡活性材料复合,合成了线状锂离子正、负极材料;使用新封装方法原位测试柔性状态下半电池;组装了性能优异的纤维型全电池。具体内容和创新点如下:1.我们利用商业上已广泛应用的碳纤维为基底材料,采用一步法原位聚合制备聚吡咯(PPy)/硅颗粒(Si)/碳纤维(CF)复合电极,通过控制反应时间调整复合电极微结构,制备了电化学性能优异的柔性线状电极,优点如下:(1)PPy包覆层有效地缓解了Si在电化学反应中体积膨胀,并牢固地将Si颗粒粘附在基底上;(2)在植酸作用下,PPy与Si颗粒形成相互交联三维网络,在提高复合结构导电性的同时也有效地提升了电解液和电极的接触面积;(...

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【学位级别】：博士

图1.1电化学储能装置功率密度和能量密度对比图

图1.2锂离子电池的内部结构和原理

图1.3商用锂离子电池的形态和组成

图1.4由极化电阻引起的真实电压与电流之间的关系图

本文编号：3886122