锂离子电池硅/石墨烯复合负极材料制备及性能研究

发布时间：2022-01-17 14:36

　　随着科技迅速的发展,电动汽车研发使用已迫在眉睫。电动汽车关键部位就是电池,目前商业化的负极材料石墨已不能达到应用的要求。因此具有超高理论比容量（4200 m Ah/g）的硅材料得到青睐,但是硅材料电导率低和循环使用中体积膨胀效应大,限制了其商业化应用。本文主要针对这两方面的的缺陷进行研究,采用液相剥离法制备多层石墨烯,通过高能点超声法制备硅/石墨烯混合物,利用石墨烯柔韧性及导电性等优异性能,从而改善硅材料的循环性能。采用液相剥离法制备多层石墨烯,当超声分散剂为乙醇时,通过对石墨烯表面形貌图、拉曼及傅里叶红外表征,得出最佳表面活性剂浓度为6 mg/m L,最佳超声剥离时间为10 h;当超声分散剂为水/N-甲基吡咯烷酮（二者体积比为1:1）时,同样通过对表面形貌图、拉曼及傅里叶红外表征,分析得出最佳表面活性剂浓度为4 mg/m L,最佳超声剥离时间为10 h。采用高能点超声法将前述中制备的石墨烯与纳米硅颗粒混合,改善了电极材料的循环性能及倍率性能。通过对石墨烯/硅混合物进行结构表征及电化学性能测试,使用乙醇溶剂最佳条件下制备的石墨烯时,当石墨烯和硅质量比2:3,混合时间3 h,混合效果最佳... 

【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】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

硅电极的失效机制[40]

仅为 6.7×10-4S/cm，需要加入导电剂。如图图 1-1 硅电极的失效机制[40]）材料粉碎 b)硅电极形态和体积变化程中硅具有较大的体积效应，会引起电接触见图 1-2 a)，锂化反应过程中，硅颗粒膨胀颗粒收缩，体积变化导致电极脱落和失效。士主要采用“低维”和“复合”两种方法来解决

蛋黄壳结构

【参考文献】：
期刊论文
[1]少层石墨烯的微波辐照法快速制备及表征(英文)[J]. 冷娴,熊翔,邹俭鹏.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(01)
[2]Silicon-based nanomaterials for lithium-ion batteries[J]. YIN YaXia,WAN LiJun & GUO YuGuo CAS Key Laboratory of Molecular Nanostructure and Nanotechnology,Institute of Chemistry,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China.  Chinese Science Bulletin. 2012(32)
[3]锂离子电池硅基负极材料研究进展[J]. 汤洁,刘学武,隆武强.  化工新型材料. 2012(04)
[4]硅纳米线的PECVD生长研究[J]. 徐泓,宋经纬,周祥,吴金姿,陈忠平,马锡英.  大学物理实验. 2010(02)

博士论文
[1]锂离子电池硅基复合负极材料的制备及电化学研究[D]. 高鹏飞.上海交通大学 2013



本文编号：3594907