高性能鋰離子電池的發(fā)展迫切需要尋求高容量、長壽命、安全可靠的新型負極來替代石墨類碳負極。硅碳復(fù)合材料其較高的容量優(yōu)勢和優(yōu)異的循環(huán)性能成為最有前途的下一代鋰離子電池負極材料之一。本文利用簡便的可工業(yè)化的方法制備了一系列微米級高性能硅基復(fù)合材料,系統(tǒng)地對其電化學(xué)嵌脫鋰性能進行研究,并探索其電化學(xué)儲鋰性能與自身結(jié)構(gòu)的關(guān)系。另外,本文將硅碳復(fù)合材料對全電池的制備工藝、硅-全電池的衰減行為進行研究,并深入探討了全電池的性能優(yōu)化方法。通過球磨和碳復(fù)合的簡易方法,以商業(yè)化微米硅粉為原料制備出微米級的硅/石墨/熱解碳復(fù)合材料。研究結(jié)果表明復(fù)合材料表現(xiàn)出較高的首次庫倫效率和首次可逆容量,并且具有優(yōu)異的循環(huán)性能,電化學(xué)性能與硅相比明顯提高,主要歸因于硅粒徑的減小和硅在復(fù)合材料中的均勻分散。對復(fù)合材料的粒徑進行優(yōu)化可以進一步提高材料的電化學(xué)性能和振實密度。將硅/石墨/熱解碳與商業(yè)化石墨的混合可以獲得的循環(huán)性能更為優(yōu)異的硅碳復(fù)合材料,并且保留石墨的振實密度優(yōu)勢,展現(xiàn)出良好的工業(yè)化應(yīng)用前景。以商業(yè)化微米氧化亞硅為原材料,通過可工業(yè)化的簡便方法制備了電化學(xué)性能優(yōu)異的微米級氧化亞硅基硅碳復(fù)合材料,穩(wěn)定化鋰粉(SLM...

【文章頁數(shù)】：138 頁

【學(xué)位級別】：博士

圖1-1鋰離子電池充放電機理圖

圖1-2負極比容量與整體全電池（18650型）比容量的關(guān)系

圖1-3硅在室溫和高溫下的脫嵌鋰曲線

圖1-4硅@碳/石墨烯復(fù)合材料的制備及電化學(xué)性能(a)硅@碳/石墨烯復(fù)合材料的制備示意圖；(b)循環(huán)性能和庫倫效率曲線

本文編號：3889814