世界各國(guó)為應(yīng)對(duì)能源危機(jī),環(huán)境污染問(wèn)題做出了諸多努力,投入大量資金開發(fā)使用清潔能源,為此,儲(chǔ)能裝置的開發(fā)和利用一直處于熱門方向,其中,作為電化學(xué)儲(chǔ)能裝置中最有代表性的鋰離子電池,因其可循環(huán)壽命長(zhǎng)、能量密度高、綠色安全等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用于人們?nèi)粘Ｉ钪械姆椒矫婷�。跟隨鋰離子電池使用了近20余年的石墨負(fù)極材料,如今也因其較低的理論比容量（372 mAh/g）逐漸成為鋰離子電池性能的短板,為此,人們急需高比容量的負(fù)極材料來(lái)替代石墨,作為高理論比容量負(fù)極材料的代表:Si（理論比容量4200 mAh/g）和過(guò)渡金屬氧化物（理論比容量>1000 mAh/g）,成為近年來(lái)的研究熱門。但是此類負(fù)極材料在電池充放電過(guò)程中體積膨脹率較大,電極材料的穩(wěn)定性較差,為緩沖其體積膨脹,我們嘗試?yán)脧?fù)合材料的累積效應(yīng)和獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu),來(lái)提高Si和過(guò)渡金屬氧化物的儲(chǔ)鋰性能,其主要研究?jī)?nèi)容如下:采用靜電紡絲法制備出Si@TiO₂納米纖維負(fù)極材料,獲得了最優(yōu)制備工藝參數(shù),探討了硅粉添加量和熱處理工藝參數(shù)對(duì)其微觀形貌的影響規(guī)律。在電流密度為100 mA/g下,樣品首次放電比容量達(dá)到了3359 mAh/g... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

不同電池技術(shù)的體積比能量密度與質(zhì)量比能量密度對(duì)比圖（J.M.Tarascon，2001）

3Goodenough（KoichiMizushima，1980;M.M.Thackeray，1983）對(duì)LixCoO2或LixNiO2兩種高工作電壓的正極材料抱以極大期望（TaoWei，2014;JingchaoCao，2015），但當(dāng)時(shí)環(huán)境并沒有意識(shí)到高工作電壓對(duì)于鋰離子電池的重要性，直到有機(jī)物電解質(zhì)碳酸酯的出現(xiàn)的，才逐漸發(fā)展應(yīng)用起來(lái)（HitoshiTakebayashi，2011;TomoyukiTamura，2017）。1997年Goodenough等人（LiXiaYuan，2011;JongsoonKim，2013）發(fā)現(xiàn)了橄欖石結(jié)構(gòu)正極材料LiFePO4，直接推動(dòng)了鋰離子電池的快速發(fā)展（J.Ha，2013）。LiFePO4具有循環(huán)性能好，安全性高，廉價(jià)環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，然而LiFePO4較低的導(dǎo)電率和較小的比容量都成為L(zhǎng)iFePO4未來(lái)發(fā)展的短板（Padhi，1997;A.Yamada，2001）。圖1-2橄欖石晶體結(jié)構(gòu)（BoXu，2012）鋰離子電池主要包含四種材料：正極材料、負(fù)極材料、電解液材料和隔膜材料（YNishi，2010;J.B.Goodenough，2011）。每一種材料的性能好壞都對(duì)鋰離子電池至關(guān)重要。其中，影響鋰電池性能的最主要材料便是正極材料和負(fù)極材料，諸多研究也是圍繞這兩種材料進(jìn)行更新發(fā)展。如今，通過(guò)使用不同的電極材料，鋰離子電池被制造成各種形狀（例如：圓柱形，硬幣形或平板形等）以滿足不同

4的使用環(huán)境（YoshioNishi，2001）。圖1-3鋰離子電池工作原理圖（BoXu，2012）圖1-4各種鋰離子電池示意圖（J.M.Tarascon，2001）（a-圓柱形電池；b-紐扣形電池；c-軟包電池；d-平板形電池）商業(yè)化正極材料現(xiàn)在主要是：LiCoO2（M.StanleyWhittingham，2004）、LiMn2O4（J.Tarascon，1991;HyunWookLee，2010）、LiFePO4（A.Yamada，2001;

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]薄膜鋰離子電池負(fù)極材料的研究進(jìn)展[J]. 尹彥群,高虹.  節(jié)能. 2012(12)
[2]高性能鋰離子電池SiO/C復(fù)合負(fù)極材料研究[J]. 余德馨,楊學(xué)林,石長(zhǎng)川,張鵬昌.  三峽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(05)

碩士論文
[1]一維MLi2Ti6O14納米材料的合成及其儲(chǔ)鋰性能[D]. 吳顯宗.寧波大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3474873