熔盐电解制备锂电池硅基负极合金

发布时间：2023-03-10 19:13

　　硅基材料作为未来最有可能替代碳基材料生产高效电池的一种电极材料,其本身有着许多得天独厚的优势,开发清洁高效的硅基材料对整个能源体系的改进有着至关重要的意义。在实验中,通过熔盐电解脱氧的方法制备硅基合金,通过对前期电解材料压制过程中主要压力因素的探究,得到12 MPa为最优成片压力而后再进行了温度为850°C不同时间梯度的电脱氧实验,对不同梯度产物进行SEM微观结构观测和进行XRD晶型结构分析探究得到,随着电解时间的进行杂质相逐渐被反应,最终得到无其它杂质的硅基合金,其中硅锰合金得到纯合金的时间为38 h;硅镍合金最佳电解时间为10 h,除此之外还对其最优时间电解产物进行进一步TEM测试来验证实验结果。得到硅基合金材料后经过清洗、酸化和真空干燥处理后,进行研磨与粘结剂和导电剂按照8:1:1的配比均匀搅拌涂抹后的纽扣电池组装,并测试相关的电化学性能。其中硅锰合金在电流密度为100 m A?g^-1时,首圈比容量为1374.5 m Ah?g^-1,经过110圈循环后比容量为682 m Ah?g^-1,保持率为49.6%,并且经过循环...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
引言
第1章 文献综述
    1.1 锂离子电池简介
        1.1.1 锂离子电池的组成和工作原理
        1.1.2 锂离子电池性能的考察指标
        1.1.3 锂离子电池特性
        1.1.4 锂离子电池的应用前景
    1.2 锂离子负极材料的研究概述
        1.2.1 锂离子电池负极材料简介
        1.2.2 锂离子电池碳基负极材料
        1.2.3 锂离子电池其它负极材料
    1.3 锂离子电池合金负极材料
        1.3.1 锑基合金负极材料的概况
        1.3.2 锂离子电池负极材料的性能
    1.4 锂电池硅基材料简述
        1.4.1 电化学性质
        1.4.2 硅基负极材料的缺陷
        1.4.3 硅基材料的改进
        1.4.4 硅基与金属复合材料的研究
    1.5 熔盐电解法的简介与进展
        1.5.1 熔盐电解法简述
        1.5.2 熔盐电脱氧法的反应原理
        1.5.3 熔盐电解法的特点
第2章 实验方案
    2.1 研究目标
    2.2 研究内容
    2.3 创新点
    2.4 主要实验仪器与试剂
        2.4.1 主要实验仪器
        2.4.2 主要实验试剂
    2.5 实验技术路线
    2.6 原料的制备
    2.7 硅基合金的制备
        2.7.1 硅锰合金阴极片的制备
        2.7.2 硅镍合金阴极片的制备
        2.7.3 熔盐电解制备合金
    2.8 电池组装
        2.8.1 电极的制备
        2.8.2 电池组装方法
    2.9 材料的表征手法
        2.9.1 X射线晶体衍射分析
        2.9.2 扫描电镜表面形貌分析
        2.9.3 透射电镜表面形貌分析
        2.9.4 循环伏安性能测试
        2.9.5 恒流充放电性能测试
        2.9.6 交流阻抗性能测试
第3章 硅锰合金的制备及电化学性能研究
    3.1 原料的制备
    3.2 阴极片制备及其电解
        3.2.1 烧结过程影响因素
        3.2.2 电解产物的影响因素
    3.3 硅锰合金的电化学性能
    3.4 小结
第4章 硅镍合金的制备及电化学性能研究
    4.1 原料的制备
    4.2 阴极片制备及其电解
        4.2.1 烧结过程影响因素
        4.2.2 电解产物影响因素
    4.3 硅镍合金的电化学性能
    4.4 小结
结论
参考文献
致谢
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本文编号：3758399