硅碳复合负极材料的制备及含硅全电池衰减行为研究

发布时间：2024-01-30 08:33

　　高性能锂离子电池的发展迫切需要寻求高容量、长寿命、安全可靠的新型负极来替代石墨类碳负极。硅碳复合材料其较高的容量优势和优异的循环性能成为最有前途的下一代锂离子电池负极材料之一。本文利用简便的可工业化的方法制备了一系列微米级高性能硅基复合材料,系统地对其电化学嵌脱锂性能进行研究,并探索其电化学储锂性能与自身结构的关系。另外,本文将硅碳复合材料对全电池的制备工艺、硅-全电池的衰减行为进行研究,并深入探讨了全电池的性能优化方法。通过球磨和碳复合的简易方法,以商业化微米硅粉为原料制备出微米级的硅/石墨/热解碳复合材料。研究结果表明复合材料表现出较高的首次库伦效率和首次可逆容量,并且具有优异的循环性能,电化学性能与硅相比明显提高,主要归因于硅粒径的减小和硅在复合材料中的均匀分散。对复合材料的粒径进行优化可以进一步提高材料的电化学性能和振实密度。将硅/石墨/热解碳与商业化石墨的混合可以获得的循环性能更为优异的硅碳复合材料,并且保留石墨的振实密度优势,展现出良好的工业化应用前景。以商业化微米氧化亚硅为原材料,通过可工业化的简便方法制备了电化学性能优异的微米级氧化亚硅基硅碳复合材料,稳定化锂粉(SLM...

【文章页数】：138 页

【学位级别】：博士

图1-1锂离子电池充放电机理图

图1-2负极比容量与整体全电池（18650型）比容量的关系

图1-3硅在室温和高温下的脱嵌锂曲线

图1-4硅@碳/石墨烯复合材料的制备及电化学性能(a)硅@碳/石墨烯复合材料的制备示意图；(b)循环性能和库伦效率曲线

本文编号：3889814