纳米硅/石墨复合材料结构调控及其储锂性能的研究

发布时间：2024-10-03 02:15

　　目前,为防止能源枯竭和环境污染,各国家争相进军新能源领域,电动汽车就是利用新能源锂离子电池来提供能量。但是,目前的锂离子电池受限于其正负极材料,尤其是商业化的负极材料石墨已不能达到应用的要求。因此具有超高理论比容量(4200 mAh/g)的硅材料得到青睐,但硅材料电导率低与其在循环使用中体积膨胀效应大的两个主要缺点限制其应用。本文主要针对解决这两方面的缺陷进行研究,通过采用化学气相沉积法(CVD)在球形石墨表面沉积纳米尺寸的硅颗粒,制备出纳米硅/球形石墨复合材料。利用石墨的导电率高和纳米硅高容量且膨胀效应小的特性达到复合材料最佳的综合电化学性能。采用化学气相沉积法来制备纳米硅/球形石墨的设备为外加热式回转窑,它具有稳定均匀沉积的作用,使得纳米硅颗粒均匀的沉积在球形石墨表面。针对不同的化学气相沉积载气和气氛气体进行实验设计,在氮气作为化学气相沉积载气和氛围气体时制备的复合材料结构要比其他沉积气体和载气的性能优异,特别是在氮气作为载气时,沉积气体-三氯氢硅(TCS)和载气的比例为2:8得到的复合材料的尺寸在100 nm以内,并且均一稳定,大范围内分布均匀。首次充放电比容量为450.1 mAh...

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本文编号：4006634