鋰離子電池硅負(fù)極材料的改性研究.pdf

1、鋰離子電池負(fù)極材料是鋰離子電池的核心組成之一，改善傳統(tǒng)的負(fù)極材料和尋找新型負(fù)極材料成為現(xiàn)在該領(lǐng)域研究的主要目標(biāo)。硅材料具有比碳負(fù)極高近10倍理論比容量，與碳材料的嵌鐔電位相當(dāng)，是很有前途的鋰離子電池負(fù)極材料。然而，Si基負(fù)極材料在充放電過程中伴有較大的體積變化，產(chǎn)生硅粒破裂和粉化現(xiàn)象，導(dǎo)致鋰離子電池內(nèi)阻突然增加，容量快速下降，循環(huán)性能變差。
　　針對(duì)上述問題本論文選用化學(xué)鍍的方法在硅粉表面包覆上一層金屬（鎳或銅）、化學(xué)復(fù)合鍍法制備

2、硅鎳復(fù)合物薄膜負(fù)極來對(duì)純硅粉進(jìn)行改性，提高硅粉作為鋰離子電池負(fù)極的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　通過酸性、堿性化學(xué)鍍鎳在硅粉表面鍍上了一層金屬鎳，正交試驗(yàn)分析分別得出最佳工藝條件:裝載量為3.0g/L，溫度為75℃，時(shí)間為30min;時(shí)間為30min，溫度為85℃，裝載量為3.0g/L。電化學(xué)性能測試表明兩種方法得到的硅鎳復(fù)合材料作為鋰離子電池負(fù)極的循環(huán)穩(wěn)定性與純硅粉相比都有所提高，十次循環(huán)后比容量衰減都在10％以下。
　　通過化學(xué)鍍銅

3、方法在硅粉表面鍍上了一層金屬銅，正交試驗(yàn)分析找到最佳工藝條件:裝載量為3.0g/L，時(shí)間為2h，溫度為65℃。研究表明最佳工藝條件下制備的硅銅復(fù)合材料作為鋰離子電池負(fù)極首次放電比容量為941.53mAh·g-1，循環(huán)穩(wěn)定性與純硅粉相比提高較大，第十一次放電后放電比容量衰減為3.50％。
　　通過化學(xué)復(fù)合鍍的方法將硅和鎳鍍在銅箔上形成硅鎳復(fù)合物薄膜負(fù)極，正交試驗(yàn)分析找到化學(xué)復(fù)合鍍的最佳工藝條件:硅粉用量1.5g/L，溫度為75℃，鍍