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高速发展的电子产品以及新能源汽车等行业对锂离子电池提出了更高的要求。采用高容量电极材料来提升电池电化学性能是目前的主要手段,但这一类新型电池还难以在短期内实现商业化应用。研究表明,提升电极极片的机械稳定性能在不改变现有电极主体材料的情况下,一定程度提升电池的电化学性能。粒径级配是一种将不同粒径的粉体材料相互之间按比例搭配以提升混合材料整体性能的方法,在混凝土结构增强等领域应用广泛。对此,本文选用了粒径级配的方法来提升石墨基负极材料的整体性能。首先选择石墨与石墨粒径级配,提高极片的机械性能,改善材料的导电性,增强材料的电化学性能;其次选择石墨与硅粒径级配,结合硅颗粒强度和容量高的特点,从增强涂层稳定性与提升导电能力和容量同时入手来提升石墨基负极材料的电化学性能。本论文的主要内容和结论如下:(1)选用了6μm和9μm两种尺寸的石墨分别与18μm石墨混合,制备了石墨/石墨负极混合材料,研究了小尺寸石墨质量分数分别为5%、10%和20%时对极片稳定性与电化学性能的影响。结果表明,粒径级配前,极片的抗拉伸能力为41.387 N;当6μm石墨质量分数为20%,极片抗拉伸能力可达到45.2 N,首次容量可达到343.3mAh/g;当9μm石墨质量分数为5%时,极片抗拉伸能力可达到45.5 N,首次容量可达到330.8 mAh/g。粒径级配后的混合材料在微拉伸试验和划痕试验后,通过SEM观察发现,粒径级配前的石墨负极材料,表面有较多孔隙和裂纹等缺陷,加入小尺寸石墨后,表面孔隙率相比减小,抗破坏能力增强,涂层遭到破坏后,裂纹均减少,涂层稳定性更高,这将对锂离子电池的电化学性能均有着积极的影响。加入小尺寸石墨后,涂层的抗拉伸能力、电池的电化学性能均有提升。(2)选用了3、6和9μm三种尺寸的硅颗粒分别与18μm石墨混合,制备了硅/石墨负极混合材料,研究了小尺寸硅质量分数分别为5%、10%和20%时对极片稳定性与电化学性能的影响。结果表明,当3μm硅质量分数为10%时,极片抗拉伸能力可达到46.6 N,循环100次后容量可达到393.4 mAh/g;当6μm硅质量分数为20%时,极片抗拉伸能力可达到45.416 N,循环100次后容量可达到472.4 mAh/g;当9μm硅质量分数为5%时,极片抗拉伸能力可达到46.073 N,循环100次后容量可达到330.9 mAh/g。同样加入小尺寸硅粒径级配后,涂层抗拉伸能力明显增强,在受到破坏后,裂纹均减少,涂层稳定性更高,电池容量也有明显提高。加入小尺寸硅粒径级配后,涂层稳定性、电池的电化学性能均有所提升。