硅/氮化碳复合结构设计用于高性能锂离子电池

发布时间：2024-06-15 02:35

　　随着手机,笔记本电脑等便携式工具的普及以及电动汽车等大型交通工具的兴起,传统的锂离子电池已经不能再满足人们的需求。因此,开发出具有高安全性,高比容量,以及优异循环性能的锂离子电池成为人们迫切追求的目标。硅具有4200 mAh g^-1的超高理论容量,被视为新一代锂离子电池负极材料。然而,硅基负极材料也存在体积膨胀,颗粒粉碎以及固体电解质界面膜(SEI膜)不断变厚等问题,导致容量衰减严重,所以硅基负极材料目前难以实现商业化应用,现在的解决方法主要围绕在纳米化、合金化,多孔化等策略和表面包覆技术相结合的方法对硅进行改性。石墨相氮化碳(g-C₃N₄)作为一种新型无机非金属材料,因合成方便,软质相等优势,以及较高的热稳定性,耐酸碱,半导体性质等优点,已经广泛应用于催化,传感,器件等一系列的领域。本论文中,我们结合二维氮化碳材料的热稳定性与零维硅纳米颗粒的高比容量,通过原位复合和原位还原等手段将两者有效复合。通过复合结构设计,提高硅颗粒的分散性,增加与电解液的接触面积,提供储锂N活性位点等,解决目前硅所存在的部分稳定性问题,提高硅基...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1锂离子电池的市场应用Figure.1.1Marketapplicationoflithiumionbattery

am进行合作研究，首次提出分别以二硫化钛和金属锂作为正，该电池有着较为优异的循环稳定性和容量保持率[13]。但锂率不均匀会导致刺状锂枝晶的形成，严重的话甚至会穿刺隔所以该Li/TiS2二次电池并没有投入到商业化应用当中。19分别以二硫化钼和金属锂作为正负极，将所得的锂离子二次....

图1.2锂离子电池工作原理示意图

硅/氮化碳复合结构设计用O2–xe-Li1-xCoO2+xLi+xLi++xe-LixC62+6CLi1-xCoO2+LixC6

图1.3锂离子电池分类Figure.1.3Classificationoflithiumionbattery

3图1.3锂离子电池分类Figure.1.3Classificationoflithiumionbattery以采取多种分类方法，根据电解质的形态可分为液电池（简称LIP）两大类。此外，如图1.3所示，根型锂电池（如常用的手机电池电芯）、柱形锂电池据电极材料的....

图1.4（a）Si-Li相转变机理图

在450℃时，Si-Li合金出现多个电压平台，如图中黑线所示[26]；在室温下，第一次锂化过程中，硅经历了由单晶态到非晶态的转变，随后保持在了非晶态，显示出了实际的充放电曲线[25]。某些情况，在室温下，低于50mV的电位下发现了亚稳态Li15Si4相[27]，脱....

本文编号：3994794