锂离子电池新型负极材料的研究

发布时间：2017-11-03 21:21

  本文关键词：锂离子电池新型负极材料的研究

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【摘要】： 锂离子电池由于开路电压高、能量密度大、循环性能好等优点得到日益广泛的应用。目前商业化使用的负极材料大多为石墨类负极材料,有很好的循环性能,但较低的理论容量(372mAh/g),逐渐不能满足人们对高能量密度电池的需求。因此开发高容量负极材料已成为当前的研究热点。 本文分别介绍了锂离子电池的多孔硅/石墨/碳复合负极材料和锡钴合金/氧化物复合材料。 在两步高能球磨和酸蚀条件下制得了多孔硅/石墨复合材料,并对其进行碳包覆制成多孔硅/石墨/碳复合材料。通过TEM,SEM等测试手段研究了多孔硅材料的结构。作为锂离子电池负极材料,电化学测试结果表明多孔硅/石墨/碳复合材料相比纳米硅/石墨/碳复合材料有更好的循环稳定性。同时,改变复合体配比、热解碳前驱物、粘结剂种类和用量等也会对材料的电化学性能产生较大的影响。其中以使用10wt%LA132粘结剂的电极200次循环以后充电容量保持在649.9 mAh/g,几乎没有衰减。良好的电化学性能主要归咎于主活性体-多孔硅颗粒中的纳米孔隙很好地抑制了嵌锂过程中自身的体积膨胀,而且亚微米石墨颗粒和碳的复合也减轻了电极材料的体积效应并改善导电性。 通过高能球磨方法制备了纳米尺寸的锡钴或者锡镍合金/氧化铝复合材料。XRD, SEM, TEM和EDS结果显示,锡钴合金纳米颗粒均匀地分散在氧化铝基质中。电化学测试的结果表明,与锡/氧化铝复合电极相比,锡钴合金/氧化铝、锡镍合金/氧化铝复合电极具有更好的循环性能。采用LA132粘结剂的锡钴合金/氧化铝复合电极在35个循环后容量仍保持在约540mAh/g。循环性能得到改善主要是因为复合材料的电子导电性的提高,以及活性组分的均匀分散。此外,粘结剂是另外一个影响电极电化学性能的重要因素。LA132水性粘结剂在有机电解液中具有较强的粘结力和弱的溶胀效应,更适合用于体积变化大的复合电极中。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TM912

【引证文献】

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1 龙晚妹;钛酸锂的制备及掺杂改性研究[D];湘潭大学;2011年

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本文编号：1137931