硅纳米线锂离子电池负极材料制备及其电化学性能

发布时间：2025-01-14 17:41

　　锂离子电池作为一种绿色能量存储装置,因其具有高能量密度、无记忆效应、相对低自放电率、长循环寿命等优点,被广泛应用于便携式电子产品中,在电动汽车和航空航天等动力能源领域中具有广泛的应用前景。碳材料是目前商用的锂离子电池负极材料,其理论比容量较低仅为372 m Ah g^-1,已经不能满足人们对高性能锂离子电池的需求。Si在自然界中储量丰富,成本低廉,作为负极材料具有较高的理论比容量(4200 mAh g^-1)。但Si在嵌/脱锂过程中会产生巨大的体积变化,导致电极结构破坏,容量迅速衰减,循环性能较差。本文针对Si电极循环性能差的问题,采用纳米结构化、酸洗处理等方式来改善其电化学性能。本文采用直流电弧等离子体气相蒸发法,以微米Si粉和Fe粉为原料,以瞬态VLS机制成功制备了硅纳米线。采用XRD,TEM等测试方法对其进行结构表征。结果表明,直流电弧等离子体蒸发法是制备硅纳米线粉体材料的有效方法。制备出的Si纳米线相互缠绕,形貌均匀,直径约10～20纳米,长度约几十到上百纳米,多根纳米线有共同的球状节点（催化剂颗粒FeSi₂）,表面有...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.23DWSiNTs的（a）合成示意图；（b，c）SEM图和（d）TEM图；（e）DWSiNTs电极在12C倍率下的循环性能和库伦效率

高比能量锂离子电池硅/锗基负极材料的制备及其电化学性能研究属基体上直接生长硅纳米线作为锂离子电池的负极材料。该负化学性能，在1C的倍率下还能保持2100mAhg-1的可逆比容，Cui等人[63]还设计制备了双壁的硅纳米管（double-walledSis）。DWSiNTs....

本文编号：4026957