發(fā)布時間：2025-01-04 00:09

　　當前,新能源汽車動力鋰離子電池能量密度嚴重不足,取代傳統(tǒng)燃油車任重道遠。提高動力鋰離子電池能量密度的主要途徑是采用新型高容量正負極材料。與常規(guī)石墨類負極相比,硅基負極材料具有高的理論克容量;但是,大量的鋰離子嵌入與脫出過程中伴隨著硅體積膨脹與收縮,導致活性材料顆粒破碎、電接觸變差、SEI膜不穩(wěn)定,最終導致硅負極材料效率降低、循環(huán)容量衰減快。研究表明,硅材料低維化及硅氧化物能夠有效阻止活性成分粉化,提升活性材料的電化學性能。本文主要致力于新型結構硅和硅氧化物負極材料的制備及電化學性能研究,重點研究了二維結構硅材料、二維結構氧化亞硅材料、不同氧含量的二維結構硅氧化物材料及氧化亞硅表面復合硅納米線材料。利用XRD、FTIR、Raman和SAED對材料進行結構分析;利用ss-NMR、XPS和XRF對材料進行成分分析;利用SEM和TEM對材料進行形貌表征;利用恒流充放電技術、GITT和EIS等電化學表征技術對活性材料鋰化機理進行深入分析。本論文工作總結如下:（1）采用Sn⁴⁺氧化還原輔助溶劑熱法,優(yōu)化制備工藝參數(shù)剝離CaSi₂制備二維結構硅材料,并研究了...

【文章頁數(shù)】：138 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 鋰離子電池簡介
        1.2.1 鋰離子電池簡史
        1.2.2 鋰離子電池工作原理
    1.3 鋰離子電池負極材料簡介
        1.3.1 嵌入型負極
        1.3.2 合金化負極
        1.3.3 轉換反應負極
        1.3.4 鋰金屬負極
    1.4 硅負極材料研究進展
        1.4.1 硅負極儲鋰機制
        1.4.2 硅負極改性研究
    1.5 硅氧化物負極材料研究進展
        1.5.1 硅氧化物結構
        1.5.2 硅氧化物負極儲鋰機制
        1.5.3 硅氧化物負極改性研究
    1.6 本論文選題思路及研究內容
第二章 二維結構硅材料制備及電化學性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑與儀器
        2.2.2 實驗過程
    2.3 結果與討論
        2.3.1 二維硅材料的形貌與結構分析
        2.3.2 二維硅材料的電化學性能研究
    2.4 本章小結
第三章 二維結構氧化亞硅制備及電化學性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑與儀器
        3.2.2 實驗過程
    3.3 結果與討論
        3.3.1 堿處理對CaSi₂結構及形貌影響
        3.3.2 硅氧烯到二維氧化亞硅的形貌與結構演變
        3.3.3 硅氧烯和二維氧化亞硅的存儲穩(wěn)定性
        3.3.4 硅氧烯和二維氧化亞硅的電化學性能研究
    3.4 本章小結
第四章 二維結構硅氧化物的氧含量調控及電化學性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗試劑與儀器
        4.2.2 實驗過程
    4.3 結果與討論
        4.3.1 硅氧化物的氧含量可控調節(jié)與表征
        4.3.2 不同氧含量硅氧化物的物性表征
        4.3.3 不同氧含量硅氧化物的電化學性能研究
        4.3.4 硅氧烯氧化機理分析
    4.4 本章小結
第五章 氧化亞硅表面復合硅納米線的制備及電化學性能研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗試劑與儀器
        5.2.2 實驗過程
    5.3 結果與討論
        5.3.1 氧化亞硅/硅納米線的形貌及結構表征
        5.3.2 氧化亞硅/硅納米線的電化學性能研究
    5.4 本章小結
第六章 結論
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀學位期間發(fā)表的學術論文與研究成果



本文編號：4022597