SiB-,x-鋰離子電池負(fù)極材料的研究.pdf

1、隨著各種小型便攜式電子產(chǎn)品以及電動(dòng)自行車的廣泛普及和發(fā)展，新一代電動(dòng)汽車(EV)，混合動(dòng)力汽車(HEV)的商品化開發(fā)，對(duì)鋰離子電池的能量密度及性能提出了更高的要求，傳統(tǒng)的碳系負(fù)極材料在比容量、比能量等方面都已經(jīng)不能滿足下一代新型鋰離子電池負(fù)極材料的需求，因此開發(fā)新型非碳負(fù)極材料具有極為重要的意義。 本文在詳細(xì)調(diào)研了國(guó)內(nèi)外鋰離子電池及其相關(guān)材料研究進(jìn)展基礎(chǔ)上，針對(duì)Si雖具有較大的嵌鋰容量，但是由于其在循環(huán)過程中體積效應(yīng)導(dǎo)致了較高的

2、首次不可逆容量，而通過硅化合物的形式可緩解硅脫嵌鋰過程中體積效應(yīng)，提出制備SiBx作為鋰離子電池負(fù)極材料以降低其首次不可逆容量。并從改善其首次充放電效率和電化學(xué)循環(huán)性能的角度，進(jìn)一步研究了SiBx/石墨復(fù)合材料的影響。 采用高溫固相法制備了SiBx粉末，并通過單因素試驗(yàn)對(duì)SiBx負(fù)極材料的制備工藝進(jìn)行了詳細(xì)研究，采用該工藝制備出的SiBx鋰離子電池負(fù)極首次放電容量可達(dá)1211.7mAh/g，首次充放電效率可達(dá)72％。(目前碳負(fù)極

3、材料首次放電容量為300mAh/g，首次充放電效率為85％左右)采用高溫?zé)Y(jié)法和高能球磨法制備SiBx/石墨復(fù)合材料，通過正交試驗(yàn)詳細(xì)研究了SiBx/石墨復(fù)合材料制備工藝參數(shù)。結(jié)果表明：與單純SiBx材料相比，采用高溫?zé)Y(jié)法和高能球磨法制備SiBx/石墨復(fù)合材料可以大大降低不可逆容量，提高了其循環(huán)穩(wěn)定性。其中，采用高溫?zé)Y(jié)法制備出的SiBx/石墨復(fù)合材料首次放電容量可達(dá)745mAh/g；首次充放電效率可達(dá)75％；10次循環(huán)后仍保持初始容

4、量的84％。而采用高溫?zé)Y(jié)法制備出的SiBx/石墨復(fù)合材料首次放電容量可達(dá)725mAh/g；首次充放電效率可達(dá)74％；10次循環(huán)后仍保持初始容量的86％。 SiBx作為鋰離子電池負(fù)極的一種新型材料，目前對(duì)其進(jìn)行的研究還不多。本研究制備的SiBx及SiBx/石墨復(fù)合材料雖然展示了其良好的電性能，但距應(yīng)用水平還有差距，需要通過后續(xù)研究才能使其得到推廣和應(yīng)用。但可以預(yù)計(jì)SiBx及SiBx/石墨復(fù)合材料作為高容量的鋰離子電池負(fù)極材料大有