锂离子电池石墨负极及石墨与硅混合负极的应用研究

发布时间：2020-06-27 02:21

【摘要】：锂离子电池具有循环性能好、自放电率低、工作电压高、能量密度大、无记忆效应等特点,已经广泛应用于交通、通讯、航天、储能等领域。负极材料对锂离子电池性能有重要影响。石墨可以作为锂离子电池负极材料,已经在工业上得到广泛的应用。本论文研究了碳包覆对石墨的影响,硅含量和粘结剂对硅与石墨混合负极的影响,石墨负极的不同压实密度对电池性能影响。通过化学气相沉积法碳包覆石墨,发现经过碳包覆的石墨的首次充放电比容量和效率提高,材料的倍率性能也提高,循环伏安曲线测试表明碳包覆石墨氧化峰向低电位偏移,电化学阻抗测试表明碳包覆石墨的电荷转移阻抗变小。通过研究硅含量和粘结剂对硅与石墨混合负极的影响,发现硅含量增加,混合负极的首次充放电比容量提高,但首次效率和循环性能降低。聚丙烯酸锂(LiPAA)相比丁苯橡胶(SBR)作为混合负极的粘结剂在极片粘结力方面基本一致,但SBR的循环性能更好。通过石墨负极不同压实密度对全电池性能的研究,表明压实密度不同电池的循环性能、倍率性能、存储性和内阻不同,在负极压实密度为1.7 g·cm-3时电池的循环和倍率性能最好,负极压实密度增大,电池60℃存储膨胀越严重,电池的内阻也越大。不同压实密度下电池产气成分一致,主要是CO2。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ127.11;TM912
【图文】：

图 1-1 锂离子电池充放电示意图-1 Schematic description of the charge and discharge process of Li-ion b 锂离子电池的分类和结构随着电子产品需求的不断发展。根据不同的标准，锂离子电池可以类别。根据锂离子电池所用电解质的不同可以分类为液态锂离子电锂离子电池，但两种电池应用到的正负极材料是相同的，电池的工本一致。它们的主要区别在于液态锂电池使用的是液体电解质，聚则以固态聚合物电解质代替液体电解质，聚合物电解质可以是“干态以是溶胶状态的，目前大部分采用聚合物溶胶电解质。按外形可以及方形锂离子电池，按锂电池外包材料可以分类为钢壳锂离子电池子电池和软包锂离子电池，按正负极材料分类可以分类为钴酸锂电、磷酸铁锂、镍钴锰、镍钴铝以及钛酸锂电池。

图 1-2 圆柱形锂离子电池结构Fig. 1-2 The structure of cylindrical lithium ion battery图 1-3 方形锂离子电池结构Fig. 1-3 The structure of prismatic lithium ion battery

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本文编号：2731207