金屬硅儲鋰性能的研究.pdf

1、本文主要研究鋰離子電池硅負極材料，通過對純硅儲鋰理論的分析，提出利用金屬硅（工業(yè)硅粉）作為鋰離子電池負極材料。以高能球磨法（機械合金化法）為制備方法，對金屬硅進行機械合金化，并且對對金屬硅進行乙炔黑摻雜、石墨摻雜、鈦摻雜之后進行機械合金化復合，利用X射線衍射分析儀、掃描電鏡、激光粒度分析儀對材料的晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌及粒度的分析，采用新威爾電池測試系統(tǒng)對材料進行充放電循環(huán)性能的測試，采用上海辰華CHI660電化學工作站進行儲鋰動力學分析，

2、綜合以上對金屬硅做鋰離子電池負極材料進行改性研究，為硅材料做鋰離子電池負極材料的工業(yè)應用做準備。
　　 通過對原始的純硅粉和原始金屬硅粉的理論分析和實驗都能證明，金屬硅比純硅充放電循環(huán)性能和電化學性能要好。對于未摻雜任何成分的金屬硅進行機械球磨，在某一時間段內(nèi)粒徑變化速率最大，超過這一時間段，材料的粒徑變化速率急劇變小，材料的球磨過程中，出現(xiàn)了一定程度的非晶化，但不是完全非晶，而且材料出現(xiàn)了團聚現(xiàn)象，球磨對材料的循環(huán)性能有一定的

3、改善。
　　 對金屬硅/乙炔黑體系和金屬硅/石墨體系機械合金化復合得出，兩者機械球磨過程中產(chǎn)生了SiC和Si3C5，且摻雜乙炔黑或者石墨越多、球磨時間時間越長，SiC和Si3C5的衍射峰強度越大，材料的充放電容量有所減小，但是材料的循環(huán)性能有所增加，摻雜8％石墨的金屬硅/石墨體系的循環(huán)性能更好一些，是因為石墨本身具有372mAh/g的理論比容量，并且石墨的循環(huán)性能很好。
　　 金屬硅/鈦體系的實驗結(jié)果，隨著摻雜比例的增加