【摘 要】
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硅基材料作为锂离子电池负极材料具有很高的理论比容量(4200 mA h g-1),且其脱嵌锂电位较低,在自然界储量丰富,原料价格相对低廉,因此成为目前锂离子电池负极材料的研究重点.然而硅在电化学过程中体积变化较大(400 ％),引起电池容量的快速衰减,从而导致循环性能变差[1,2].目前对于硅基材料的改性方法有把硅和碳复合,构建硅纳米线、硅纳米管、硅薄膜等.其中多孔硅也引起了研究者较多的关注,其发
【机 构】
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防化研究院,北京,100191 防化研究院,北京,100191;北京理工大学,北京,100081
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硅基材料作为锂离子电池负极材料具有很高的理论比容量(4200 mA h g-1),且其脱嵌锂电位较低,在自然界储量丰富,原料价格相对低廉,因此成为目前锂离子电池负极材料的研究重点.然而硅在电化学过程中体积变化较大(400 ％),引起电池容量的快速衰减,从而导致循环性能变差[1,2].目前对于硅基材料的改性方法有把硅和碳复合,构建硅纳米线、硅纳米管、硅薄膜等.其中多孔硅也引起了研究者较多的关注,其发达的孔结构可以为硅在电化学过程中体积的膨胀和收缩提供一定的缓冲空间,有效地缓解应力的变化,从而提高材料的循环稳定性[3].镁热还原多孔二氧化硅是制备多孔硅的常用方法.但在制备过程中,如何能够较好地保持多孔二氧化硅的形貌依然是一个难题.本文以稻壳为原料,用镁热还原法制备多孔硅负极材料,研究了升温速率对多孔硅形貌的影响,并且分析了升温速率的影响机制.
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Si5储锂产物而具有非常高的储锂比容量(4200mAh·g-1),作为锂离子电池下一代的负极材料具有较高研究价值[1].阻碍此类材料应用是其循环中严重的体积效应(＞300 ％)[2].长期以来,主要解决思路之一是通过多相复合形成缓冲结构以降低Si的体积效应.钛氧化物由于其形貌在制备中易于控制、分散性好、且易提高复合后材料的堆积密度等优点,较多研究尝试将其与Si形成复合结构以提高Si的循环性.Fan
At present,Li4Ti5O12(LTO) is regarded as a "zero-strain" insertion material which has exhibited the more excellent cycling stability than the carbon material [1-2].But its shortage is also obvious wit
SnS2由于具有较高的理论容量,较低的嵌锂电位,以及丰富的自然资源储备,在锂电池应用方面而备受广大研究者的青睐.但是锡基硫化物在循环过程中存在较为严重的体积效应,导致差的循环稳定性,从而限制了其在锂离子电池方面的商品化应用.目前,不少研究者通过添加碳基材料或者金属氧化物的方式制备和改善二硫化锡性能.Min等人[1]采用来包覆多孔SnS2,使乙炔黑进入SnS2孔洞中,形成均匀的复合体系,结果显示,乙
石墨是现在商用锂电池负极材料,但其比容量较低[1],使锂离子动力电池在能量密度上很难有较大的突破,已经成为锂电池发展的瓶颈.因此,高比能量锂离子电池用新型负极材料的研究一直受到各国学者的广泛关注.硅基负极材料凭借高比容量(其理论放电比容量高达4200mAh/g[2])、高安全性、原料资源丰富等优点成为该领域的研究热点.但由于纯硅材料脱嵌锂过程中的体积变化大,且导电性低,目前普遍采用硅碳复合来提高硅
近年来锂离子电池在电动汽车和移动数码产品中得到了广泛应用.在电极材料的产业化中,球形材料由于具有较高的振实密度,能够提高电池的体积比能量而受到重视[1].喷雾干燥法具备安全,操作简便,产物粒度分布均匀,易于大规模生产等优点,是制备球形电极材料的主要方法之一[2].
目前,锂离子电池以其优异的性能,得到人们广泛的关注[1].商品化的锂离子电池负极材料大多是嵌锂碳材料,然而当电池过充时,碳电极表面很可能会形成锂枝晶而引起电池内部短路,给电池造成很大的安全隐患.而尖晶石Li4Ti5O12(LTO)作为锂离子电池负极材料同嵌锂碳材料相比较,具有零应变的特点,安全性能高[2].不同微观形貌的尖晶石LTO对其电化学性能影响不同,静电纺丝作为一种材料的制备方法,操作简单并
当前,随着新兴经济的快速发展,全球能源消耗急剧增长,为了满足日益增长的能源需求,同时避免对环境的长期破坏,寻求高性能,低成本,环境友好的能源体系成为目前急需解决的问题.在各种新型储能器件中,锂离子电池被寄予了很高的期望.因为锂离子电池具有高能量密度,优异的循环性能以及绿色环保等优点,能够满足手提电脑及大功率设备的需求.电极材料的性能对于锂离子电池的整体性能有着举足轻重的作用.
An idiosyncratic hierarchical structure of carbon-coated Li3VO4 nanoparticles homogeneously embedded in expanded graphite was successfully synthesized by a facile and scalable sol-gel method.In the co
锂离子电池在性能上具有显著的优越性,比如工作电压高、自放电小、能量密度高、循环寿命长、无记忆效应以及无污染等,因此很快在全球范围内掀起了研究狂潮[1].近年来,电动车和混合电动车的发展也推动了锂离子电池的进一步发展.而在实际应用中,电动车需要解决的首要问题就是能够在快速的充放电过程中保持一定的循环容量.在锂离子电池负极材料中,硬碳材料具有储锂容量大、放电电位安全的优势,是现有材料中最有希望应用于大
硅基材料由于具有较高的理论比容量(4200 mA h g-1),较低的脱嵌锂电位,且在自然界储量丰富,原料价格相对低廉,是较为理想的锂离子电池负极材料[1,2].在各种形貌的硅基材料中,多孔硅发达的孔结构可以为硅在电化学过程中体积的膨胀和收缩提供一定的缓冲空间,有效地缓解应力的变化,从而提高材料的循环稳定性[3].本文以稻壳为原料,用镁热还原法制备多孔硅负极材料.通过控制实验条件,在多孔硅的制备过