鋰離子電池改性硅-石墨負(fù)極材料的性能研究.pdf

1、本文采用球磨法對粗硅進行球磨處理，然后對粗硅進行表面硅烷有機物的改性，以減緩硅材料在電池循環(huán)過程中的粉化脫落現(xiàn)象，提高電池材料的循環(huán)穩(wěn)定性。本文的另一個研究內(nèi)容是用硅烷偶聯(lián)劑改性后的粗硅與石墨進行復(fù)合，以得到電池穩(wěn)定性好，容量較高的負(fù)極材料。然后對不同比例的改性SiO/石墨符合材料進行了研究。
　　本文選用的是價格低廉，易于制備的工業(yè)級硅粉（200目）。首先采用球磨的方法對工業(yè)級硅粉進行球磨，進行一定程度的細(xì)化處理，制備出了粒徑在

2、0.5~2μm的樣品，其首次充放電比容量分別為2019.71 mAh/g、3637.34 mAh/g，首次效率為55.53％；循環(huán)50次后，可逆容量僅為463.50mAh/g。然后在球磨的基礎(chǔ)上，用γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（KH570）對其表面進行改性處理，以減緩硅的粉化現(xiàn)象。改性后的硅首次充放電比容量分別為2768.90 mAh/g、3647.49 mAh/g，首次效率為75.91%，50次循環(huán)后，可逆容量仍有1450.0

3、5 mAh/g，對比可知，硅烷偶聯(lián)劑改性可以有效的提升硅的電化學(xué)性能。
　　本文將硅烷偶聯(lián)劑 KH570改性后的球磨硅粉分別與兩種石墨混合（石墨GHMG和石墨 SMG-JCS-1S），制備出改性硅/石墨負(fù)極復(fù)合材料，研究改性硅質(zhì)量分別為5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%時復(fù)合材料的電化學(xué)性能。在這種復(fù)合材料中，硅可以滿足人們對高容量電池的需求，石墨不僅可以彌補硅材料導(dǎo)電性低的缺點，還能對硅材料巨大的的體積

4、變化起一定的緩沖作用，進而提升負(fù)極材料的電池性能。
　　對于改性硅/SMG-JCS-1S復(fù)合材料中，當(dāng)改性硅的含量為25%時，復(fù)合材料的循環(huán)性能較好，且容量相對較高；首次可逆容量為969.77 mAh/g，首次效率為88.22%；50次循環(huán)后，可逆容量為448.73 mAh/g。對于改性硅/GHMG復(fù)合材料，其電化學(xué)性能較好的一組為改性硅含量在15%時的復(fù)合材料，首次可逆容量為740.65 mAh/g，首次效率為82.03%；50