纳米硅碳复合材料的制备及其锂离子电池阳极性能研究
本文关键词：纳米硅碳复合材料的制备及其锂离子电池阳极性能研究 出处：《兰州大学》2015年硕士论文 论文类型：学位论文
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【摘要】：发展高效环保的能量存储装置以有效利用可再生能源成为当前新能源领域需要解决的问题之一。锂离子电池作为一种二次电池,具有电压高、比能量高、循环寿命长、自放电小、绿色环保等优势,近年来在新能源领域备受关注。由于硅材料具有高于碳10倍的理论比容量,且纳米结构的硅材料具有诸多优良特性,这使得对硅基纳米材料的研究成为当前锂离子电池负极材料研究的热点。本文研究了几种硅碳复合纳米材料的制备、结构和形貌以及其作为锂离子电池负极材料的电化学性能。我们设计并制备纳米结构的硅碳复合材料是为了缓解在电池充放电循环过程硅所产生的巨大体积变化,从而提升其电化学性能。此外,本文还尝试采用简单的制备方法以及廉价的原料,制备出具有良好电化学性能的硅碳复合纳米材料。在第一部分研究中,我们采用镁热还原法,分别制备了硅碳复合纳米线和纳米颗粒。硅碳复合纳米线是以正硅酸乙酯为硅源,通过静电纺丝制备出SiO2/C前驱体纳米线,再进行镁热还原得到的。硅碳复合纳米颗粒是以储量丰富的天然凹凸棒土作为硅源,镁热还原后再实施碳包覆得到的。对两种还原后得到的材料的结构和形貌进行了表征,证实了镁热还原凹凸棒土的可行性。论文还对凹凸棒土还原后的形貌以及对电化学性能的影响因素进行了详细的分析。第二部分我们采用浸涂法制备了硅碳复合电极,对其结构、形貌以及电化学性能进行了表征和研究。我们以泡沫镍为衬底,通过浸涂含有硅颗粒的醋酸纤维素丙酮溶液,再经过热处理后得到了以泡沫镍为集流体的硅碳复合电极。对所制备的三种不同硅碳配比的复合材料电极的电化学性能进行了研究,发现Si的质量分数直接影响这电极的电化学性能,当Si含量为75wt%时,电极具有较好的循环性能,在200 mAg-1的电流密度下,首次放电比容量为1699 mAhg-1。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB33;TM912
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本文编号：1350521
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