锂离子电池硅碳负极材料的制备与性能研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mengyan902
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,在国家的大力扶持下,新能源汽车领域得到较快发展,同时也对锂离子电池的性能提出新的要求,能量密度成为左右电动汽车发展的关键因素之一,锂离子电池能量密度主要取决于锂离子电池的正负极材料,正极材料的实际比容量在160mAh/g左右,为了提高锂离子电池的能量密度,我们可以着眼于负极材料容量的提升。硅基材料具有很高的理论比容量(4200mAh/g)、合适的嵌锂电位,以及环保、便宜等优势,被认为是有望取代石墨成为下一代锂离子电池的关键材料;但是硅基负极材料会在嵌锂过程中发生很大的体积膨胀(~320%)从而使基体破碎、粉化,使电极性能恶化,同时硅还是一种半导体,电子电导率较低,其倍率性能较低,这些不利因素阻碍着硅基负极材料的发展。为解决这些问题,研究人员们通过电极材料改性、电解液改性等方法提高硅基负极材料的电性能,研究方向主要极中在:材料纳米化、硅/碳复合、硅/合金复合、硅氧化物等方向。为了改善硅负极材料的电性能,本文采用球磨-热解法和喷雾干燥法制备硅碳复合材料,并研究了制备工艺对材料结构和性能的影响,通过X射线衍射、扫描电镜、充放电循环测试、循环伏安测试等多种分析测试手段,来对硅碳复合材料进行表征和改性。我们通过球磨-热解法制备出硅碳复合材料,并确定出最优制备工艺为:纳米硅、石墨、沥青以1:5:3的质量比,在氮气氛下球磨3h,950℃氮气分下高温热解,保温3h,得到所需硅碳复合材料。这种硅碳负极材料在200mA/g的电流密度下循环100次其容量稳定在577mAh/g,容量保持率为82.55%,首次充放电效率为83.81%。具有最优性能。我们采用喷雾干燥法制备出类球状硅碳负极材料,通过实验验证混料方式对材料性能的影响,并得出相对最佳的混料方式,通过对比不同热解碳源含量对材料性能的影响,得出当纳米硅、石墨、PVP比例为1:5:3时,负极材料首次充放电效率为82.04%,在200mAh/g的电流密度下,其容量保持为70.38%具备最佳性能,且这种材料表现出相对优秀的倍率性能,在50mA/g、200mA/g、500mA/g、和1000 mA/g的电流密度下,材料比容量依次为997mAh/g、816mAh/g、618mAh/g和414mAh/g,倍率性能有较大提升。
其他文献
相对于动辄上亿的拍卖疯狂,画廊业在2009年可谓遭遇艰难时局,在历史性地位上升、买家风险防控意识过强的时期,前些年刚刚高歌猛进了几年的中国画廊业又在一个高的起点上归零
<正> 鸡软嗉病是养鸡生产中较为常见的一种疾病,1—3月龄的肉用鸡群最易发生。病鸡生长发育停滞,日见消瘦,严重者归于死亡。 1985年冬,笔者先后对4个患病鸡群进行了查治,发现
期刊
新时代的教育需要新的教学理念和全新的育人方法,新的教学理念给高中生物教学提出了更高的要求,要以提高生物科学素养为新课程标准实施中的核心任务,面向全体学生,促进个性发展,倡
以福州市34年的降水和气温基本气象资料,分析了气候变化的特征和规律。福州市年平均气温呈现上升趋势,主要集中于春、冬季;年降水量主要集中在春季和夏季,近期呈现减少趋势。文中
随着我国经济建设的迅速发展,高楼大厦逐渐成为城市的主要组成部分,高层民用建筑的安全问题就成了一个重要的课题。本文在正确理解规范的基础上总结出高层民用建筑设计审核中常
建设FTTH系统,从结构层面来说,GPON和EPON二者几乎是相同的,但是从实际应用情况来看,二者又表现出了不同的技术优势,本文探究有线电视网络FTTH宽带光纤接入系统设计相关内容,
目的:1.通过熏烟联合脂多糖(LPS)建立小鼠气道炎症模型,并灌胃给予健脾益肺II号(JPYF II)进行药物干预,明确JPYF II对熏烟联合LPS诱导的气道炎症的作用并揭示JYII对抑制肺组
随着智能化手机和信息化技术的快速发展,以微信公众号为代表的新媒体,凭借自身的传播特性与优势,在知识传播中起着越来越重要的作用。在对新媒体传播方法与规律进行研究的基
夜读一则笑话:一名押差押一名和尚和戴枷的犯人上路,结果在住店时有人放走了和尚和犯人。熟睡中的他不仅被剃了光头,还被戴上了犯人的木枷。押差一觉醒来后,摸了一下光溜溜的脑袋
报纸
在本科药学专业课程中,药剂学是一门重要的专业课程,该课程内容繁多,不同专业要求掌握的内容和学习的侧重点也有所不同。如何满足不同生源和专业的教学效果,基于创新教学的理念,取