锂离子电池负极材料Si@NiSi 2 /Ni/C的制备及性能研究

发布时间：2021-08-12 19:32

　　目前,在众多的储能装置例如镍-镉电池、镍-氢电池、锂离子电池等中,锂离子二次电池以其具有比较高的能量密度和便携性吸引了来自世界范围内的广泛关注并且已经成功地应用到便携式电子设备和电动汽车市场中。电池的比容量主要取决于电池内部的正极材料和负极材料,正、负极材料相对较低的比容量限制了锂离子电池的进一步发展。为了解决这一问题,众多研究学者努力去寻找一种新型的具有比较高稳定容量的负极材料。本论文以纳米硅粉（Si）、氯化镍（NiCl₂）溶液、氨水、酚醛树脂等为原料合成出了一种具有核-壳结构的Si@Ni Si₂/Ni/C复合材料,其中核为硅粉,壳为Ni Si₂和Ni的混合物,通过对Si/C、Ni Si₂/Si和Si@Ni Si₂/Ni/C三种复合材料进行性能对比,研究Si@Ni Si₂/Ni/C复合材料作为锂离子电池负极材料的电化学性能。利用硅粉、NiCl₂溶液和氨水为原料来获得Si/Ni（OH）2前驱体,前驱体在300oC下热还原得到Si@Ni... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题的来源及研究目的和意义
    1.2 锂离子电池
    1.3 硅基负极材料
        1.3.1 硅基负极材料存在的问题
        1.3.2 电化学嵌锂的机理
        1.3.3 失效机制
        1.3.4 提高硅粉电化学性能的方法
        1.3.5 粘结剂的选择
    1.4 选题依据和主要研究内容
第2章 实验部分
    2.1 实验所需药品及仪器设备
        2.1.1 实验所需药品
        2.1.2 实验所用仪器设备
    2.2 复合材料的制备方法
        2.2.1 硅/碳复合材料的制备
        2.2.2 硅/镍合金复合材料的制备
        2.2.3 硅/镍/碳复合材料的制备
    2.3 复合材料的表征技术
        2.3.1 复合材料的物理性能表征
        2.3.2 材料的电化学性能表征
    2.4 电池的组装及性能测试
        2.4.1 工作电极的制备
        2.4.2 电池的组装
        2.4.3 电池的性能测试
第3章 粘结剂的选择及前驱体最优配比的探索
    3.1 引言
    3.2 粘结剂的选择及最佳配比的探索
        3.2.1 不同粘结剂对纯硅粉性能的影响
        3.2.2 CMC粘结剂不同配比对纯硅粉性能的影响
    3.3 纳米硅/碳复合材料
        3.3.1 酚醛树脂为碳源的Si/C复合材料
        3.3.2 聚苯胺为碳源的Si/C复合材料
        3.3.3 两种碳源的比较
    3.4 Si/Ni合金复合材料
    3.5 本章小结
第4章 Si@NiSi_2/Ni/C复合材料
    4.1 引言
    4.2 复合材料的合成示意图及反应原理
    4.3 复合材料的物理表征
        4.3.1 复合材料的XRD表征
        4.3.2 复合材料的Raman光谱表征
        4.3.3 复合材料的SEM和TEM表征
        4.3.4 复合材料的面扫描分析
        4.3.5 复合材料的TG表征
    4.4 复合材料的电化学性能
        4.4.1 复合材料的CV和EIS
        4.4.2 复合材料的循环性能性能曲线
        4.4.3 复合材料的倍率性能
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Silicon-based nanomaterials for lithium-ion batteries[J]. YIN YaXia,WAN LiJun & GUO YuGuo CAS Key Laboratory of Molecular Nanostructure and Nanotechnology,Institute of Chemistry,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China.  Chinese Science Bulletin. 2012(32)



本文编号：3338937