納米摻雜瀝青包覆改性鋰離子負(fù)極材料的制備與性能研究.pdf

1、鋰離子電池的高能、清潔、便捷使其越來越受廣大消費者青睞，其市場占有率更是遙遙領(lǐng)先于其他電池產(chǎn)品。國內(nèi)外對鋰離子負(fù)極材料進行的包覆實驗數(shù)不勝數(shù)，但大多是實驗室小規(guī)模的進行實驗。本文旨在探索出一種新型生產(chǎn)鋰離子負(fù)極復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝，對球形石墨進行不同量的瀝青包覆、同時摻雜CNTs和納米Si粉的工藝進行研究，并進行SEM、XRD、IR、充放電循環(huán)、循環(huán)伏安法、阻抗等分析，以改善電池比容量、循環(huán)性能和導(dǎo)電性能。
　　SEM分析結(jié)果表明，

2、包覆后石墨表面溝壑、凹坑等缺陷減少；XRD測試表明，單獨瀝青包覆、或摻雜CNTs和納米Si后并沒有改變石墨材料的晶體結(jié)構(gòu)，但是減弱了石墨特征峰強度。IR測試表明，瀝青焦炭成功包覆到石墨表面，出現(xiàn)瀝青焦炭具有的特征峰，減少了石墨材料表面的C-O、C=O等鍵，復(fù)合材料表面對紅外光線吸收率降低。
　　恒流充放電循環(huán)測試結(jié)果表明，用一定量的瀝青包覆球形石墨，材料的比容量有明顯的提高，包覆量在一定范圍內(nèi)，隨著包覆量的增多復(fù)合材料比容量和循環(huán)

3、性能均有所提升。瀝青包覆試樣PC-177在首次放電達(dá)到506.5mAh/g的比容量，首次庫侖效率為81.3％，50次循環(huán)后容量仍有368.8mAh/g；摻雜CNTs后復(fù)合材料比容量隨CNTs含量的增加而增加，循環(huán)性能也較好，試樣1%CNTs首次放電比容量為549.6mAh/g，首次庫侖效率為80.3%，50次循環(huán)后保留395.9mAh/g的比容量；摻雜納米Si粉的復(fù)合材料隨著Si含量的增加比容量和循環(huán)性能均有所增加，試樣2%Si的首次放

4、電比容量為424.4mAh/g，首次庫侖效率高達(dá)92.2%，50次循環(huán)過后保留容量為335.6mAh/g。但是由于復(fù)合材料存在一些缺陷組織結(jié)構(gòu)，使其大倍率性能較差。
　　循環(huán)伏安法測試結(jié)果表明，瀝青包覆及碳納米管的摻雜降低了插嵌電壓，納米Si粉的摻雜導(dǎo)致復(fù)合材料需在較高的電壓下才能進行插嵌和脫嵌。
　　交流阻抗測試結(jié)果表明，包覆層的疏松多孔組織結(jié)構(gòu)的存在，能提高鋰離子通過SEI膜的速率，降低了復(fù)合材料的阻抗。CNTs的摻雜提