金屬硅儲(chǔ)鋰性能的研究.pdf

1、本文主要研究鋰離子電池硅負(fù)極材料，通過(guò)對(duì)純硅儲(chǔ)鋰?yán)碚摰姆治?，提出利用金屬硅（工業(yè)硅粉）作為鋰離子電池負(fù)極材料。以高能球磨法（機(jī)械合金化法）為制備方法，對(duì)金屬硅進(jìn)行機(jī)械合金化，并且對(duì)對(duì)金屬硅進(jìn)行乙炔黑摻雜、石墨摻雜、鈦摻雜之后進(jìn)行機(jī)械合金化復(fù)合，利用X射線衍射分析儀、掃描電鏡、激光粒度分析儀對(duì)材料的晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌及粒度的分析，采用新威爾電池測(cè)試系統(tǒng)對(duì)材料進(jìn)行充放電循環(huán)性能的測(cè)試，采用上海辰華CHI660電化學(xué)工作站進(jìn)行儲(chǔ)鋰動(dòng)力學(xué)分析，

2、綜合以上對(duì)金屬硅做鋰離子電池負(fù)極材料進(jìn)行改性研究，為硅材料做鋰離子電池負(fù)極材料的工業(yè)應(yīng)用做準(zhǔn)備。
　　 通過(guò)對(duì)原始的純硅粉和原始金屬硅粉的理論分析和實(shí)驗(yàn)都能證明，金屬硅比純硅充放電循環(huán)性能和電化學(xué)性能要好。對(duì)于未摻雜任何成分的金屬硅進(jìn)行機(jī)械球磨，在某一時(shí)間段內(nèi)粒徑變化速率最大，超過(guò)這一時(shí)間段，材料的粒徑變化速率急劇變小，材料的球磨過(guò)程中，出現(xiàn)了一定程度的非晶化，但不是完全非晶，而且材料出現(xiàn)了團(tuán)聚現(xiàn)象，球磨對(duì)材料的循環(huán)性能有一定的

3、改善。
　　 對(duì)金屬硅/乙炔黑體系和金屬硅/石墨體系機(jī)械合金化復(fù)合得出，兩者機(jī)械球磨過(guò)程中產(chǎn)生了SiC和Si3C5，且摻雜乙炔黑或者石墨越多、球磨時(shí)間時(shí)間越長(zhǎng)，SiC和Si3C5的衍射峰強(qiáng)度越大，材料的充放電容量有所減小，但是材料的循環(huán)性能有所增加，摻雜8％石墨的金屬硅/石墨體系的循環(huán)性能更好一些，是因?yàn)槭旧砭哂?72mAh/g的理論比容量，并且石墨的循環(huán)性能很好。
　　 金屬硅/鈦體系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，隨著摻雜比例的增加