石油沥青基锂电负极材料的制备及其储锂特性研究
发布时间：2021-11-19 12:46
石油沥青是由原油蒸馏后的残渣加工制成,因含有较高的芳香分子化合物,成为制备很多优质碳材料的前驱体。本文以石油沥青为碳源,制备了石油沥青基中间相碳微球（MCMB）、硅碳纳米片（Si/CNS）及中间相碳微球/硅/石油沥青基无定形碳（MCMB/Si/C）3种锂电用负极材料,并对其储锂特性进行了研究与分析。对于石油沥青基MCMB,在温度410℃,压力1 MPa及聚合时间4 h下得到产率为5.32%的MCMB,并考察了碳化及石墨化后MCMB的储锂特性。结果表明:碳化后的MCMB呈现明显的无定型碳材料特征,其ID/IG为0.48;石墨化后,MCMB碳层之间变成有序排列,其ID/IG为0.21,结晶度为85.0%。当用于锂电负极材料时,碳化及石墨化后的MCMB在电流密度为50 mA g-1下的首次充放电比容量分别为455/347（库伦效率76.3%）及409/321 mAh g-1（库伦效率78.5%）,且两者都具有非常好的循环稳定性。对于Si/CNS,以易于回收的Na...
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂离子全电池工作原理示意图
在科研探索过程中，初始阶段为了评价一个材料电化学特性好坏时，一般不会直接制备出与之对应的电极材料，而是选择以纯的金属锂片作为对应电极去探究材料的储锂特性。例如，需要评价一种负极材料的储锂特性时，通常将待研究的活性物质涂覆到铜箔集流体上，作为电池的正极材料，以锂片为对应的电极材料，这样组成的电池称作锂离子半电池，其实物照片及工作原理如图 1.2 所示。锂离子半电池的电化学反应方程与全电池的类似如下(其中 Z 为待测电极)：负极反应：+ xLi xLi+xe正极反应：xZ +xLi+xe ZLi+ 总的反应：xZ +xLi ZLi
导电性低(<10-3S/cm，25 ℃)，并且伴有非常大的体积效应(>300%)[49,50]。由图1.4 微米级硅负极的充放电特性曲线可以看出，微米硅的首次不可逆容量非常大，且循环稳定性差，10 圈循环之后其可逆比容量已经变得很微小，说明单一的硅材料无法直接用于锂离子电池负极材料中[51]。为了改善 Si 基材料用于锂电负极
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池电解液标准解读[J]. 陈仕谋,秦虎,刘敏. 储能科学与技术. 2018(06)
[2]Research progress on silicon/carbon composite anode materials for lithium-ion battery[J]. Xiaohui Shen,Zhanyuan Tian,Ruijuan Fan,Le Shao,Dapeng Zhang,Guolin Cao,Liang Kou,Yangzhi Bai. Journal of Energy Chemistry. 2018(04)
[3]锂离子电池负极材料研究进展[J]. 李春晓. 新材料产业. 2017(09)
[4]锂离子电池Si/MCMB复合负极材料的制备及其性能[J]. 杨晓武,杨蕊. 陕西科技大学学报. 2017(04)
[5]锂离子电池电解液研究进展[J]. 唐子威,侯旭,裴波,郭向峰,胡旦. 船电技术. 2017(06)
[6]石墨烯材料的储锂行为及其潜在应用[J]. 闻雷,刘成名,宋仁升,罗洪泽,石颖,李峰,成会明. 化学学报. 2014(03)
[7]石墨烯的制备及其在锂电池负极材料中的应用[J]. 李方芳,赵灵智. 电源技术. 2013(06)
[8]石油沥青基纳米碳球的制备及其电化学性能研究[J]. 潘海玲,李丽,刘江华,贾殿赠. 化学学报. 2013(05)
[9]锂离子电池SnSb/MCMB核壳结构负极材料嵌锂性能研究[J]. 李娟,汝强,孙大伟,张贝贝,胡社军,侯贤华. 物理学报. 2013(09)
[10]低温氧化-还原法制备石墨烯负极材料[J]. 杨娟,罗西希,王松灿,周向阳. 电池. 2012(05)
硕士论文
[1]高容量锂离子电池SiO/C复合负极材料的制备及性能研究[D]. 夏文明.华南理工大学 2017
本文编号：3505070
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂离子全电池工作原理示意图
在科研探索过程中，初始阶段为了评价一个材料电化学特性好坏时，一般不会直接制备出与之对应的电极材料，而是选择以纯的金属锂片作为对应电极去探究材料的储锂特性。例如，需要评价一种负极材料的储锂特性时，通常将待研究的活性物质涂覆到铜箔集流体上，作为电池的正极材料，以锂片为对应的电极材料，这样组成的电池称作锂离子半电池，其实物照片及工作原理如图 1.2 所示。锂离子半电池的电化学反应方程与全电池的类似如下(其中 Z 为待测电极)：负极反应：+ xLi xLi+xe正极反应：xZ +xLi+xe ZLi+ 总的反应：xZ +xLi ZLi
导电性低(<10-3S/cm，25 ℃)，并且伴有非常大的体积效应(>300%)[49,50]。由图1.4 微米级硅负极的充放电特性曲线可以看出，微米硅的首次不可逆容量非常大，且循环稳定性差，10 圈循环之后其可逆比容量已经变得很微小，说明单一的硅材料无法直接用于锂离子电池负极材料中[51]。为了改善 Si 基材料用于锂电负极
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池电解液标准解读[J]. 陈仕谋,秦虎,刘敏. 储能科学与技术. 2018(06)
[2]Research progress on silicon/carbon composite anode materials for lithium-ion battery[J]. Xiaohui Shen,Zhanyuan Tian,Ruijuan Fan,Le Shao,Dapeng Zhang,Guolin Cao,Liang Kou,Yangzhi Bai. Journal of Energy Chemistry. 2018(04)
[3]锂离子电池负极材料研究进展[J]. 李春晓. 新材料产业. 2017(09)
[4]锂离子电池Si/MCMB复合负极材料的制备及其性能[J]. 杨晓武,杨蕊. 陕西科技大学学报. 2017(04)
[5]锂离子电池电解液研究进展[J]. 唐子威,侯旭,裴波,郭向峰,胡旦. 船电技术. 2017(06)
[6]石墨烯材料的储锂行为及其潜在应用[J]. 闻雷,刘成名,宋仁升,罗洪泽,石颖,李峰,成会明. 化学学报. 2014(03)
[7]石墨烯的制备及其在锂电池负极材料中的应用[J]. 李方芳,赵灵智. 电源技术. 2013(06)
[8]石油沥青基纳米碳球的制备及其电化学性能研究[J]. 潘海玲,李丽,刘江华,贾殿赠. 化学学报. 2013(05)
[9]锂离子电池SnSb/MCMB核壳结构负极材料嵌锂性能研究[J]. 李娟,汝强,孙大伟,张贝贝,胡社军,侯贤华. 物理学报. 2013(09)
[10]低温氧化-还原法制备石墨烯负极材料[J]. 杨娟,罗西希,王松灿,周向阳. 电池. 2012(05)
硕士论文
[1]高容量锂离子电池SiO/C复合负极材料的制备及性能研究[D]. 夏文明.华南理工大学 2017
本文编号：3505070
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3505070.html
