近年來,便攜式電子設(shè)備和電動汽車在人們?nèi)粘Ｉ钪锌焖倨占鞍l(fā)展,制備更高能量密度和更長循環(huán)壽命的鋰離子電池面臨巨大挑戰(zhàn)。與傳統(tǒng)的商業(yè)化石墨負極相比,硅材料具有超高的體積和質(zhì)量比容量,因此成為最具應(yīng)用前景的鋰離子電池負極材料。但是,在充放電循環(huán)過程中,硅基材料因嚴重的體積膨脹效應(yīng)使電極材料發(fā)生粉化,進而導致迅速的容量衰減。目前的研究重點集中在如何解決硅的體積膨脹。本論文選取硅碳復合納米材料作為研究對象,通過設(shè)計和合成具有不同結(jié)構(gòu)和組分的硅碳復合納米材料來提高電極材料電化學性能。具體來說,我們利用簡單的水解包覆法、鎂熱還原法、化學氣相沉積法、溶液水熱法、熱分解法和噴霧干燥法等不同手段成功制備了一維MWCNTs@Si復合納米材料、MWCNTs@Si/SiO_x@C核殼結(jié)構(gòu)復合納米材料、二維RGO@Si復合納米材料、Si@C復合納米管、多孔Si/SiO_x復合納米材料、超細多孔硅碳復合納米材料等�；趶秃喜牧辖Y(jié)構(gòu)和組分的優(yōu)勢,以上硅碳復合納米材料電極均顯示出優(yōu)異的電化學性能。本文取得的創(chuàng)新成果如下:（1）采用簡單的鎂熱法將MWCNTs@SiO_2<... 

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

【文章頁數(shù)】：169 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池基礎(chǔ)
        1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展歷史
        1.2.2 鋰離子電池的特點和工作原理
    1.3 鋰離子電池負極材料
        1.3.1 鋰離子電池負極材料簡介
        1.3.2 硅基負極材料的嵌鋰機制和存在問題
        1.3.3 硅基負極材料的研究進展
    1.4 硅碳復合負極材料研究進展
        1.4.1 硅碳復合負極材料的研究意義
        1.4.2 包覆型硅碳負極材料
        1.4.3 負載型硅碳負極材料
        1.4.4 分散型硅碳負極材料
    1.5 本文的立題依據(jù)與研究內(nèi)容
第二章 材料合成、表征及測試方法
    2.1 材料合成
        2.1.1 化學試劑
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 材料表征
    2.3 器件制備
        2.3.1 極片制作
        2.3.2 電池組裝
    2.4 電化學性能測試
第三章 碳納米管、石墨烯與硅復合納米材料的制備及儲鋰性能研究
    3.1 引言
    3.2 MWCNTs@Si復合納米材料的制備、表征及鋰電性能研究
        3.2.1 MWCNTs@Si復合納米材料的制備
        3.2.2 MWCNTs@Si復合納米材料的表征
        3.2.3 MWCNTs@Si復合納米材料的鋰電性能研究
    3.3 MWCNTs@Si/SiO_x@C復合納米材料的制備及鋰電性能研究
        3.3.1 MWCNTs@Si/SiO_x@C復合納米材料的制備
        3.3.2 MWCNTs@Si/SiO_x@C復合納米材料的表征及鋰電性能研究
    3.4 RGO@Si復合納米材料的制備、表征及鋰電性能研究
        3.4.1 RGO@Si復合納米材料的制備
        3.4.2 RGO@Si復合納米材料的表征
        3.4.3 RGO@Si復合納米材料的鋰電性能研究
    3.5 本章小結(jié)
第四章 模板法制備多孔硅碳復合納米管及儲鋰性能研究
    4.1 引言
    4.2 不同模板制備核殼結(jié)構(gòu)M@SiO_2復合納米材料
        4.2.1 不同模板制備核殼結(jié)構(gòu)M@SiO_2
        4.2.2 不同模板制備核殼結(jié)構(gòu)M@SiO_2的表征及還原可行性研究
    4.3 多孔Si@C復合納米管的制備、表征及鋰電性能研究
        4.3.1 多孔Si@C復合納米管的制備
        4.3.2 多孔Si@C復合納米管的形成機理分析
        4.3.3 多孔Si@C復合納米管的表征
        4.3.4 多孔Si@C復合納米管的鋰電性能研究
    4.4 VC添加劑對多孔Si@C復合納米管的儲鋰性能影響
        4.4.1 多孔Si@C復合納米管的制備及VC添加電池組裝
        4.4.2 VC添加劑對多孔Si@C復合納米管的鋰電性能影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 多孔硅碳復合材料的制備及儲鋰性能研究
    5.1 引言
    5.2 多孔Si/SiO_x復合納米材料的制備、表征及鋰電性能研究
        5.2.1 多孔Si/SiO_x復合納米材料的制備
        5.2.2 多孔Si/SiO_x復合納米材料的表征
        5.2.3 多孔Si/SiO_x復合納米材料的鋰電性能研究
        5.2.4 多孔Si/SiO_x復合納米材料的嵌鋰機制研究
    5.3 超細多孔硅碳納米材料的制備、表征及鋰電性能研究
        5.3.1 超細多孔硅碳納米材料的制備
        5.3.2 超細多孔硅的表征和形成機理分析
        5.3.3 超細多孔硅碳材料的鋰電性能研究
    5.4 不同碳源制備多孔硅碳復合納米材料及鋰電性能研究
        5.4.1 不同碳源多孔硅碳復合納米材料的制備
        5.4.2 CO_2制備多孔硅碳復合納米材料的表征及形成機理分析
        5.4.3 CO_2制備多孔硅碳復合納米材料的鋰電性能研究
        5.4.4 噴霧干燥法制備多孔硅碳復合納米材料
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻
致謝
個人簡歷
攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文與取得的其它研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]納/微結(jié)構(gòu)Sn-C復合負極材料的制備及其充放電性能[J]. 周向陽,鄒幽蘭,楊娟,唐晶晶,賴延清,李劼.  粉末冶金材料科學與工程. 2012(02)



本文編號：3190742