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全球能源需求的日益增长、环境污染问题的逐渐突出和化石燃料资源的日益枯竭,为绿色能源技术开辟了一个广阔的市场。自进入商业化应用以来,锂离子电池凭借其在能源和电力密度、使用寿命和设计灵活性等方面的优势,而成为一种行之有效的高储能装置。然而,电池性能很大程度上由电极材料决定,尤其是负极材料对电池容量的贡献最大。硅酸盐负极材料具有来源广、安全性高、稳定性强、理论容量高等特点,逐渐引起广泛的关注并已取得巨大的进展。目前关于硅酸镍负极尤其是原硅酸镍的研究和报道仍不充分。本研究分别制备了原硅酸镍和层状硅酸镍纳米材料,并对其电化学性能进行研究,以期得到高容量、高稳定性的新型负极材料,从而为改善锂离子电池性能的研究提供技术支撑。本论文主要研究结论如下:(1)本研究以硅酸钠和硝酸镍为原料,采用化学沉淀法结合高温煅烧法,得到含少量二氧化硅杂质的原硅酸镍纳米材料。采用酸浸和碱洗工艺进行纯化处理,纯化的材料表面粗糙,比表面积增大;以PVDF作为粘结剂,碱洗样品较煅烧样品的首次放电容量明显增大,但循环稳定性差;而酸洗样品表现相对更佳,首次充放电容量分别为753.4 mAh·g-1和480.8 mAh·g-1,第50次循环时可逆容量缓慢地下降至297.4 mAh·g-1,容量损失率为38.1%。结果表明经纯化的材料在形貌及电化学性能方面均有所改善;(2)本研究选取了粘结剂、煅烧温度和沉淀反应温度三个因素对反应产物电化学性能进行了优化。当沉淀反应温度90°C,煅烧温度900°C,煅烧时间2 h,羧甲基纤维素钠为粘结剂时,电池具有最高容量、最佳循环稳定性和倍率性能。首次充放电容量可高达1618.8 mAh·g-1和1082.7 mAh·g-1,第50次循环时可逆容量保持在874.7 mAh·g-1;在1.6 A·g-1电流密度下循环10次后,仍可观察到典型的充放电平台,可逆容量仍可保持在473.9 mAh·g-1。当电流密度恢复到0.1 A·g-1时,原硅酸镍的可逆容量为734.2 mAh·g-1,这相当于在相同条件下获得的值的86.9%;(3)本研究采用水热法获得了层状硅酸镍纳米花材料。颗粒直径约为200nm,由约10 nm厚的片组成。考察其作为负极材料的性能表现,结果表明,首次放电容量可达到959.3 mAh·g-1,效率为34.9%。循环50次后,可逆容量稳定在216.7 mAh·g-1左右,容量保持率为65%,循环稳定性仍有待提高。在经过大电流充放电后,将电流密度恢复至0.1 A·g-1,容量可恢复至340 mAh·g-1。本文中得到了两种硅酸镍材料,纳米原硅酸镍作为负极材料表现出优异的电化学性能,具备良好的研究前景。而具备层状结构的层状硅酸镍材料的表现并不理想。理论上通过一定的手段克服巨大的不可逆容量损失,该材料也有可能成为良好的负极材料。