锂离子电池高容量硅碳负极材料及电化学性能研究

发布时间：2021-10-09 04:54

　　硅材料具有最高的理论比容量（4200 mAh/g）,安全无毒,在自然界储量丰富,是理想的下一代锂离子电池负极材料。然而其高达400%的体积膨胀,一直制约着硅在锂离子电池的商业化应用。本文制备了一种Si/MWCNTs/纤维素复合柔性锂离子电池阳极、以多孔柔性导电纸代替铜箔集流体,负载中空硅球制备锂离子电池,使用氟化CNT物理包覆纳米硅增强锂离子电池电池性能,并通过微观形貌观测、物相分析、电化学性能测试等方法研究其电化学性能。主要研究成果如下:（1）Si/MWCNTs/纤维素复合柔性锂离子电池阳极的纳米硅均匀的嵌入在MWCNTs构建的三维导电网络的孔隙中,纳米硅和导电载体具有良好的接触,使得界面电阻大幅下降,同时纳米硅在电池充放电过程中具有足够的膨胀空间,而保证了材料的结构稳定性和化学稳定性。电化学检测显示,其首次放电比容量达到2024 mAh/g,循环50次后比容量维持在850 mAh/g,展示出良好的循环稳定性。此外,伴随着循环的持续进行过程中,电池的容量稍有提升,说明这种电极结构会伴随这充放电循环更为紧实,倍率性提升。（2）以多孔柔性导电纸代替铜箔集流体负载中空硅球制备锂离子电池,S... 

【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

锂离子电池工作原理示意图

图 1.2 SEI 膜重复生成示意图变化会降低电池容量。硅不断的膨胀、收缩会造成能嵌入，粉化部分的材料无法参与嵌锂、脱嵌反应粒径越大，越容易粉化[115]。

图 1.3 硅基电极粉化脱落图体积膨胀会导致电极结构极易不稳定。高达 4 倍的体积膨胀互相挤压，会导致极片涂层整体膨胀，使得涂层向外延展。又会留下较大的空隙，导致电极致密性下降，进而导致电极


本文编号：3425673