鋰離子電池硅基材料的制備及研究.pdf

1、硅負(fù)極材料由于具有高的理論比容量而受到廣泛關(guān)注，但是其在脫/嵌鋰過(guò)程中存在嚴(yán)重的體積變化，導(dǎo)致電極結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、循環(huán)穩(wěn)定性差，從而限制了它的實(shí)際應(yīng)用。本文在綜述了硅材料的研究現(xiàn)狀之后，采用重氮化法制備了核殼型的Si/C復(fù)合材料，并通過(guò)原位聚合法制備了Si/G/PANI復(fù)合材料，分析和研究了其結(jié)構(gòu)形貌、組成及電化學(xué)性能。主要研究?jī)?nèi)容包括：
　　 ⑴利用重氮化法制備了核殼型Si/C復(fù)合材料，通過(guò)TEM、XRD、FT-IR、XPS、TG

2、、以及SEM等手段對(duì)材料的組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，研究結(jié)果表明碳層的厚度為10nm左右，其與納米硅相比表現(xiàn)出了良好的導(dǎo)電性，并且沒(méi)有嚴(yán)重的團(tuán)聚現(xiàn)象。通過(guò)充放電測(cè)試發(fā)現(xiàn)核殼型Si/C納米復(fù)合材料首次可逆容量為1066 mAh·g-1，首次庫(kù)倫效率為77.87％，經(jīng)過(guò)30次循環(huán)后仍保持為881.7 mAh·g-1的高可逆容量，容量保持率高達(dá)82.6%，與納米硅相比，復(fù)合材料表現(xiàn)出高的可逆容量、高的庫(kù)倫效率和優(yōu)良的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　 ⑵

3、在水-乙醇溶劑的體系中，利用原位聚合法制備了Si/G/PANI復(fù)合材料。通過(guò)物理表征表明聚苯胺均勻地包覆在納米硅的表面。將以Si/G/PANI復(fù)合材料為活性物質(zhì)制得的極片在220℃溫度下熱處理后，測(cè)試發(fā)現(xiàn)其具有1400 mAh·g-1的可逆容量，首次庫(kù)倫效率為69.8%，經(jīng)過(guò)95次循環(huán)后比容量仍可達(dá)866 mAh·g-1，容量保持率為63%。通過(guò)EIS測(cè)試更進(jìn)一步證實(shí)了Si/G/PANI復(fù)合材料具有良好的電化學(xué)性能。
　　 ⑶在