一氧化硅/石墨/碳复合负极材料的研究

发布时间：2021-11-18 11:52

　　本课题以天然石墨与一氧化硅复合锂离子电池负极材料为研究对象。天然石墨作为锂离子电池负极材料具有稳定的循环性能,但其理论比容量仅有372m Ah/g。一氧化硅作为锂离子电池负极材料具有较高的理论比容量,但由于其在脱嵌锂过程中的体积效应,循环性能较差。因此,本课题将天然石墨与一氧化硅进行复合,并采用微膨胀、碳包覆改善复合负极材料的循环性能,降低首次不可逆容量,使其既具有较高比容量,又能获得较好循环性能。利用SEM观测材料的微观形貌,XRD分析材料的晶型结构,并通过循环伏安测试和恒流充放电测试对材料的电化学性能进行研究。以过氧化氢为氧化剂,分别以有机酸和无机酸为插层剂,通过液相氧化插层反应及高温处理制备微膨胀石墨。天然石墨经过微膨胀处理之后层间距均变大,可逆容量提高,其倍率性能及循环性能均好于天然石墨。经分析得甲酸作为插层剂最合适,所得微膨胀石墨在0.1C、0.2C、0.5C、1C、2C、5C下的可逆比容量分别为351 m Ah/g、344m Ah/g、328m Ah/g、290m Ah/g、180m Ah/g、59m Ah/g。同时对液相反应时间进行了优化,确定合适的反应时间为4h,此条件... 

【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】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

锂离子电池工作示意图

为达到了饱和嵌入。不同阶的锂-石墨层间化合物的示意图如图 1hzuku[14]等研究发现锂在石墨中的嵌入是逐步进行的，在嵌锂过程 LiC72、LiC36、LiC27、LiC18、LiC6的锂-石墨层间化合物。Li+嵌入邻的碳层将发生位移，使得一层 C 原子刚好居于另一层 C 原子上重迭方式变成 AAA。有人认为无论 ABAB 还是 ABCABC，嵌入成 AAA。

不同阶石墨层间化合物示意图

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3502851