鋰離子電池具有能量密度高、循環(huán)壽命長、無記憶效應(yīng)、綠色環(huán)保等優(yōu)點,目前已得到廣泛的研究與應(yīng)用。硅負極材料被認為是極具發(fā)展?jié)摿Φ男乱淮囯x子電池負極材料,它的理論比容量高達3579 mAh/g,而且工作電壓低,儲量豐富。然而,在鋰的嵌入和脫出過程中,硅負極材料體積變化巨大（大于300%）,導(dǎo)致顆粒發(fā)生粉碎,因此,硅基負極材料具有較差的循環(huán)穩(wěn)定性能,這嚴重限制了它的商業(yè)化應(yīng)用。在硅基負極材料嵌鋰的過程中,電解液成分在電極表面發(fā)生反應(yīng)形成固體電解質(zhì)中間相（SEI）膜。致密和穩(wěn)定的SEI膜可以緩解硅基負極材料在循環(huán)過程中裂紋的產(chǎn)生和顆粒粉化,提高其電化學(xué)性能。因此,電解液成分對SEI膜的性質(zhì)有著非常大的影響。但是,目前關(guān)于電解液的研究主要是建立在碳負極材料的基礎(chǔ)上,而對適用于硅基負極材料的鋰離子電池電解液研究較少。本文通過優(yōu)化電解液基本成分以及加入特殊電解液添加劑等方法來改善SEI膜,提高硅基材料的電化學(xué)性能。研究了不同碳酸乙烯酯（EC）/碳酸二乙酯（DEC）配比和LiPF6濃度對Si/C負極材料電化學(xué)性能的影響。在以1.0mol/LLiPF6為鋰鹽,不同配比的EC/DEC為溶劑的電解液中,隨... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：117 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 鋰離子電池概述
        1.1.1 引言
        1.1.2 鋰離子電池的工作原理及結(jié)構(gòu)
        1.1.3 鋰離子電池的發(fā)展歷程
    1.2 鋰離子電池關(guān)鍵材料
        1.2.1 鋰離子電池正極材料
        1.2.2 鋰離子電池負極材料
        1.2.3 鋰離子電池電解質(zhì)
    1.3 硅基負極材料研究進展
        1.3.1 硅基負極材料儲鋰機制及主要問題
        1.3.2 硅基負極材料的性能改善
    1.4 鋰離子電池電解液的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 有機液體電解質(zhì)
        1.4.2 離子液體電解質(zhì)
    1.5 問題的提出及本論文的研究內(nèi)容
第二章 實驗樣品與研究方法
    2.1 實驗藥品及樣品制備
        2.1.1 實驗原料
        2.1.2 材料制備方法
    2.2 電極制作,電解液配制和電池裝配
        2.2.1 電極制作
        2.2.2 電解液配制
        2.2.3 扣式電池組裝
    2.3 電池電化學(xué)性能與電解液理化性質(zhì)測試
        2.3.1 靜態(tài)恒流充放電測試
        2.3.2 循環(huán)伏安測試（CV）
        2.3.3 電化學(xué)交流阻抗譜（EIS）
        2.3.4 高低溫下恒流充放電測試
        2.3.5 電解液離子電導(dǎo)率測試
    2.5 材料和電極的結(jié)構(gòu)形貌表征
        2.5.1 SEM測試
        2.5.2 TEM測試
        2.5.3 傅立葉紅外光譜（FTIR）測試
        2.5.4 X射線光電子能譜（XPS）測試
6的作用及優(yōu)化">第三章 Si/C負極材料電解液中EC/DEC和LiPF₆的作用及優(yōu)化
    3.1 引言
    3.2 Si/C負極材料電解液中EC/DEC比例的選擇和優(yōu)化
        3.2.1 EC/DEC比例對電解液離子電導(dǎo)率的影響
        3.2.2 EC/DEC比例對Si/C負極材料電化學(xué)性能的影響
        3.2.3 EC/DEC比例對Si/C負極材料電極結(jié)構(gòu)和形貌的影響
        3.2.4 不同EC/DEC比例下Si/C負極材料表面化學(xué)成分的分析
6濃度的選擇與優(yōu)化">    3.3 Si/C負極材料電解液中LiPF₆濃度的選擇與優(yōu)化
6濃度對電解液離子電導(dǎo)率的影響">        3.3.1 LiPF₆濃度對電解液離子電導(dǎo)率的影響
6濃度對Si/C負極材料電化學(xué)性能的影響">        3.3.2 LiPF₆濃度對Si/C負極材料電化學(xué)性能的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 有機成膜添加劑FEC和VC對Si/C負極材料電化學(xué)性能影響及作用機理研究
    4.1 引言
    4.2 FEC添加劑對Si/C負極材料電化學(xué)性能影響及作用機理探討
        4.2.1 不同含量的FEC對Si/C負極材料電化學(xué)性能影響
        4.2.2 FEC含量對Si/C負極材料電極結(jié)構(gòu)和形貌影響
        4.2.3 FEC添加劑對Si/C負極材料電化學(xué)性能影響的機理分析
    4.3 VC添加劑對Si/C負極材料電化學(xué)性能影響及作用機理探討
        4.3.1 不同含量的VC對Si/C負極材料電化學(xué)性能研究
        4.3.2 VC含量對Si/C負極材料電極結(jié)構(gòu)和形貌影響
        4.3.3 VC添加劑對Si/C負極材料影響的機理分析
    4.4 本章小結(jié)
2CO₃的添加對其電化學(xué)性能的影響">第五章 Si/C負極材料中K₂CO₃的添加對其電化學(xué)性能的影響
    5.1 引言
2CO₃添加劑對Si/C負極材料的作用及其機理">    5.2 K₂CO₃添加劑對Si/C負極材料的作用及其機理
2CO₃含量對Si/C負極材料電化學(xué)性能研究的影響">        5.2.1 K₂CO₃含量對Si/C負極材料電化學(xué)性能研究的影響
2CO₃含量對Si/C電極結(jié)構(gòu)和形貌影響">        5.2.2 K₂CO₃含量對Si/C電極結(jié)構(gòu)和形貌影響
2CO₃含量對Si/C負極材料電極表面化學(xué)成分的分析影響">        5.2.3 K₂CO₃含量對Si/C負極材料電極表面化學(xué)成分的分析影響
    5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 對未來研究工作的展望
參考文獻
致謝
個人簡介
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其它研究成果



本文編號：2961772