硅-石墨-碳負極材料的制備及其在全電池中的應用研究.pdf

1、隨著電子終端產(chǎn)品與新能源汽車的蓬勃發(fā)展，市場對鋰離子電池的能量密度提出了更高的要求。硅基材料擁有超高的理論比容量，對于提高負極進而提高全電池容量具有重要意義。
　　本文通過球磨與液相包覆法制備了硅/石墨/碳復合材料。本文首先研究了在小批量制備條件下，4種不同石墨種類對復合材料的影響,當采用ALT-1200石墨時，可達到首次可逆比容量823mAh/g，首次效率80.4％，0.1C下循環(huán)210次后容量保持率為83%；通過更換攪拌設備，

2、改進球磨工藝參數(shù)，調(diào)整廂式爐的燒結工序，對硅/石墨/碳復合材料進行了1.5公斤級的放大制備，最終放大產(chǎn)品的首次可逆比容量可達到812mAh/g，首次效率81.6%，在0.1C倍率下循環(huán)20次后容量不衰減，在0.2C倍率下循環(huán)80次后，容量保持率為首次可逆容量（0.1C）的90%。
　　使用放大優(yōu)化前的硅/石墨/碳復合材料與商業(yè)石墨混合，得到硅/石墨/碳@石墨材料，在扣式半電池測試中，首次可逆比容量為423mAh/g，0.2C下23

3、0次循環(huán)后容量保持率為98.4%。將以上材料作為負極，三元材料作為正極，制備成理論容量950mAh的全電池，對硅/石墨/碳@石墨材料的性能進行檢測。對循環(huán)后的全電池進行拆解，分析得出全電池衰減的主要原因是負極中硅在循環(huán)中持續(xù)成膜、產(chǎn)氣，導致電解液干涸，電池鼓脹嚴重，正負極片失去電接觸，負極極片沒有發(fā)揮出設計容量，出現(xiàn)大量鋰枝晶，造成活性鋰不足。放大優(yōu)化后的硅/石墨/碳@石墨材料在扣式半電池測試中，首次效率為90%，循環(huán)性能良好。同樣將其