鋰離子電池硅基材料的制備及研究.pdf

1、硅負極材料由于具有高的理論比容量而受到廣泛關注，但是其在脫/嵌鋰過程中存在嚴重的體積變化，導致電極結構不穩(wěn)定、循環(huán)穩(wěn)定性差，從而限制了它的實際應用。本文在綜述了硅材料的研究現(xiàn)狀之后，采用重氮化法制備了核殼型的Si/C復合材料，并通過原位聚合法制備了Si/G/PANI復合材料，分析和研究了其結構形貌、組成及電化學性能。主要研究內容包括：
　　 ⑴利用重氮化法制備了核殼型Si/C復合材料，通過TEM、XRD、FT-IR、XPS、TG

2、、以及SEM等手段對材料的組成和結構進行了表征，研究結果表明碳層的厚度為10nm左右，其與納米硅相比表現(xiàn)出了良好的導電性，并且沒有嚴重的團聚現(xiàn)象。通過充放電測試發(fā)現(xiàn)核殼型Si/C納米復合材料首次可逆容量為1066 mAh·g-1，首次庫倫效率為77.87％，經過30次循環(huán)后仍保持為881.7 mAh·g-1的高可逆容量，容量保持率高達82.6%，與納米硅相比，復合材料表現(xiàn)出高的可逆容量、高的庫倫效率和優(yōu)良的循環(huán)穩(wěn)定性。
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3、在水-乙醇溶劑的體系中，利用原位聚合法制備了Si/G/PANI復合材料。通過物理表征表明聚苯胺均勻地包覆在納米硅的表面。將以Si/G/PANI復合材料為活性物質制得的極片在220℃溫度下熱處理后，測試發(fā)現(xiàn)其具有1400 mAh·g-1的可逆容量，首次庫倫效率為69.8%，經過95次循環(huán)后比容量仍可達866 mAh·g-1，容量保持率為63%。通過EIS測試更進一步證實了Si/G/PANI復合材料具有良好的電化學性能。
　　 ⑶在