硅氧化物及其復(fù)合材料的電化學(xué)性能研究.pdf

1、本論文采用恒流充放電考察SiO的電化學(xué)性能，并在0.5MHz至0.001 Hz的頻率范圍內(nèi)，通過交流阻抗技術(shù)研究SiO電極在首次嵌鋰反應(yīng)中的電極過程。對不同電壓區(qū)間下測得的交流阻抗圖譜，提出不同的等效電路模型并對結(jié)果進(jìn)行了擬合。通過擬合，探討了SiO電極過程動力學(xué)以及嵌鋰過程中電極界面的變化特性。 基于負(fù)極材料的改性，采用不同的方法制備SiO復(fù)合材料，借以改善SiO首次充放電效率以及循環(huán)性能：同時，采用XRD、SEM、EIS、E

2、DS及恒流充放電等測試方法研究復(fù)合的實(shí)際效果。 采用化學(xué)鍍方法分別在SiO顆粒及SiO電極膜表面包覆金屬銀。相比于SiO，Ag包覆后的復(fù)合材料首次充放電效率增加約20％，可逆容量明顯提高，顯著改善了其循環(huán)性能；交流阻抗的測試結(jié)果表明，鍍銀后SiO電極電荷傳遞阻抗降低，鋰離子的擴(kuò)散系數(shù)增加，主要?dú)w因于Ag優(yōu)異的導(dǎo)電性。 由于Li2CO3有利于形成更緊密、導(dǎo)電性更好的SEI膜，降低了首次不可逆容量的損失，而氧化鈷比容量高，循

3、環(huán)性能好，通過機(jī)械球磨法制備SiOx/CoO和SiO/Li2CO3兩種復(fù)合材料。采用XRD研究其結(jié)構(gòu)，并通過SEM對材料充放電循環(huán)20次后電極表面形貌進(jìn)行表征。結(jié)果表明，相比于SiO，復(fù)合體系的首次充放電可逆容量明顯提高，顯著改善了其循環(huán)性能；并提出一種Li2CO3緩沖作用模型，分析了其對SiO電性能影響機(jī)理。 采用浸漬.低溫裂解法形成SiO/無定形碳材料。結(jié)果表明，碳的引入有利于提高電極首次充放電效率和改善SiO的循環(huán)性能；由

4、于碳良好的導(dǎo)電性能，SiO/C復(fù)合電極的電荷傳遞阻抗降低，鋰離子擴(kuò)散系數(shù)增加。而以多壁碳納米管(MWNTs)作導(dǎo)電劑制備的SiO/MWNTs復(fù)合電極，首次可逆比容量高達(dá)1463.9 mAh·g-1，大大高于含乙炔黑的SiO電極(僅為582.3 mAh·g-1)；且SiO的循環(huán)性能得到顯著改善。SEM、EIS測試結(jié)果表明：多次循環(huán)后SiO/MWNTs電極仍能較好地保持活性顆粒的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，而脆性乙炔黑所形成的橋連作用遭到破壞，導(dǎo)致活性顆粒間