鋰離子電池石墨負極材料的制備與改性研究.pdf

1、鋰離子電池以其放電比容量大、能量密度高、循環(huán)放電性能好、材料來源廣價位低廉等優(yōu)點，因而成為目前使用最多的二次電池。近年來，對于電池材料的研究成為了研究重點，尤其是復(fù)合型材料更是被廣泛研究。正是由于這種復(fù)合型電極材料所具有更為優(yōu)越的電化學(xué)性能，對于電池的電化學(xué)性能有著很大的促進作用。因此，本文主要研究了不同種復(fù)合材料的電化學(xué)性能，通過改變實驗工藝條件來提高負極材料的綜合性能，并采用X射線衍射分析儀（XRD）、電子掃描顯微鏡（SEM）、電化

2、學(xué)工作站等一系列測試設(shè)備對材料進行表征分析，得到最佳的實驗工藝。
　　在濃硫酸的作用下對材料進行氧化處理，通過酚醛樹脂對材料進行包覆處理以此來對氧化石墨的晶體結(jié)構(gòu)進行改善，制備性能較好的負極材料。對材料的包覆量、煅燒溫度、煅燒時間進行研究，最終檢測結(jié)果表明：以煅燒時間為7 h，煅燒溫度750℃為前提，酚醛樹脂的包覆量為9％時材料相對其他包覆量下以及單一的氧化石墨型電極材料整體具有更為優(yōu)越的電化學(xué)性能。在0.1 C倍率下，包覆量為9

3、%時材料的首次放電比容量為953 mAh/g，包覆量為3%時材料的首次放電比容量為784 mAh/g，包覆量為15%時材料的首次放電比容量為849 mAh/g，相對于氧化石墨電極材料的理論放電比容量372 mAh/g有著較大的提升，在最優(yōu)條件下材料20次循環(huán)放電后容量保持率仍在98%以上、且材料的電化學(xué)阻抗表現(xiàn)最為良好，對于電極材料的綜合電化學(xué)性能有著很好的提升作用。
　　通過摻雜鈦基材料對氧化石墨進行改性研究，制備鈦-氧化石墨型

4、復(fù)合負極材料，并通過一系列表征測試，結(jié)果表明：當鈦基材料的摻雜量為10%煅燒溫度600℃煅燒時間7h的條件下復(fù)合材料的晶體結(jié)構(gòu)最佳，材料的表觀形貌較好，沒有出現(xiàn)團聚現(xiàn)象。材料首次放電比容量達到了917 mAh/g，摻雜量相同的條件下相對于500℃、700℃分別提高了117 mAh/g與102 mAh/g，材料的整體循環(huán)效率分別提高了1.92%與5.83%，材料在20次循環(huán)放電過程中表現(xiàn)出很好的循環(huán)特性，循環(huán)效率始終保持在98%~100%

5、之間，放電平穩(wěn)。
　　通過摻雜硅基材料制備硅-氧化石墨復(fù)合型材料，討論研究了摻雜量、煅燒溫度、不同倍率下復(fù)合負極材料的綜合電化學(xué)性能，測試分析表明：在煅燒時間為7 h，煅燒溫度為650℃，摻雜量為15%時材料晶型結(jié)構(gòu)完整，膨脹充分，材料表觀形貌平整，沒有出現(xiàn)小顆?；蚓奂F(xiàn)象。在0.1 C倍率下復(fù)合材料的首次放電比容量為803 mAh/g，并且在該溫度下材料的不可逆比容量最小為48 mAh/g，材料的循環(huán)效率為94.02%。隨著倍率