本文主要研究内容
作者贺勇（2019）在《硅基锂离子电池负极材料的制备和电化学性能研究》一文中研究指出：Si的理论比容量是石墨的近10倍,是最有前景的高能密度锂负极材料。但是硅负极材料的广泛应用却受困于其在充放电过程中超过300%的体积变化和这种体积变化带来的活性材料剥离、粉化。本文利用不同的硅源和碳源,采用不同方法制备得到多种形貌、结构的硅基锂离子电池负极材料,减少由于硅负极材料体积效应带来的材料粉化坍塌,提升电化学性能:利用超声喷雾并结合化学气相沉积法合成手型三维硅碳网络作为无粘结剂锂离子电池硅基负极材料。过渡碳层为后面硅的沉积提供一个稳定,牢固,有一定韧性的附着点,同时提高了电极的导电性。此外,过渡碳层对三维网络形貌的形成至关重要,没有过渡碳层的情况下只能形成穗状Si/C束。手型三维硅碳网络在0.1C倍率下显示出2277 mAh/g的充电容量,并且在100次循环后仍然保持2167 mAh/g。在1C倍率下经过500次循环后,LiFePO4//Si/C全电池可以保持137mAh/g的高容量和92%的容量保持率。这些优异的电化学性能归因于三维折叠手互连网络的结构优势。采用异质连续成核,水热合成耦合镁热还原法制得多层可控硅碳球作为锂离子电池硅基负极材料。用这种方法制得的多层硅碳球的硅层数和碳层数可控,并且硅层和碳层的厚度也可以通过控制加入原料的量来轻松调节。用这种方法制得单层、双层、三层硅碳球在0.1C倍率下,首次充电容量分别为1797 mAh/g,2455 mAh/g,2065 mAh/g;当倍率增加到5C时,首次充电容量分别为631 mAh/g,1018 mAh/g,444 mAh/g。在0.1C下经过200次循环后双层硅碳球仍保持88.7%的容量。双层硅碳球在三种硅碳球中体现出最好的性能,这归因于双层硅碳球更提供了更多的活性位点和众多的孔径通道有利于电解液的渗入。为了得到有更优的孔结构,同时进一步改善电化学性能,将水热合成的单层硅碳球中的碳层进行部分刻蚀,得到笼状硅碳球。笼状碳层可以有效吸收充放电过程中硅的体积膨胀,保持材料的完整性。结果显示,利用高锰酸钾刻蚀部分碳后得到的笼状硅碳球比原始单层硅碳球拥有更大的比表面积和更优异的孔结构,并得到了更好的电化学性能。笼状硅碳球在0.1C倍率下首次充电容量提升到1926 mAh/g,在200次循环后容量大约保持在1790 mAh/g,库伦效率保持99%。在5C倍率下仍具有963 mAh/g的可逆容量。
Abstract
Side li lun bi rong liang shi dan mo de jin 10bei ,shi zui you qian jing de gao neng mi du li fu ji cai liao 。dan shi gui fu ji cai liao de an fan ying yong que shou kun yu ji zai chong fang dian guo cheng zhong chao guo 300%de ti ji bian hua he zhe chong ti ji bian hua dai lai de huo xing cai liao bao li 、fen hua 。ben wen li yong bu tong de gui yuan he tan yuan ,cai yong bu tong fang fa zhi bei de dao duo chong xing mao 、jie gou de gui ji li li zi dian chi fu ji cai liao ,jian shao you yu gui fu ji cai liao ti ji xiao ying dai lai de cai liao fen hua tan ta ,di sheng dian hua xue xing neng :li yong chao sheng pen wu bing jie ge hua xue qi xiang chen ji fa ge cheng shou xing san wei gui tan wang lao zuo wei mo nian jie ji li li zi dian chi gui ji fu ji cai liao 。guo du tan ceng wei hou mian gui de chen ji di gong yi ge wen ding ,lao gu ,you yi ding ren xing de fu zhao dian ,tong shi di gao le dian ji de dao dian xing 。ci wai ,guo du tan ceng dui san wei wang lao xing mao de xing cheng zhi guan chong yao ,mei you guo du tan ceng de qing kuang xia zhi neng xing cheng sui zhuang Si/Cshu 。shou xing san wei gui tan wang lao zai 0.1Cbei lv xia xian shi chu 2277 mAh/gde chong dian rong liang ,bing ju zai 100ci xun huan hou reng ran bao chi 2167 mAh/g。zai 1Cbei lv xia jing guo 500ci xun huan hou ,LiFePO4//Si/Cquan dian chi ke yi bao chi 137mAh/gde gao rong liang he 92%de rong liang bao chi lv 。zhe xie you yi de dian hua xue xing neng gui yin yu san wei she die shou hu lian wang lao de jie gou you shi 。cai yong yi zhi lian xu cheng he ,shui re ge cheng ou ge mei re hai yuan fa zhi de duo ceng ke kong gui tan qiu zuo wei li li zi dian chi gui ji fu ji cai liao 。yong zhe chong fang fa zhi de de duo ceng gui tan qiu de gui ceng shu he tan ceng shu ke kong ,bing ju gui ceng he tan ceng de hou du ye ke yi tong guo kong zhi jia ru yuan liao de liang lai qing song diao jie 。yong zhe chong fang fa zhi de chan ceng 、shuang ceng 、san ceng gui tan qiu zai 0.1Cbei lv xia ,shou ci chong dian rong liang fen bie wei 1797 mAh/g,2455 mAh/g,2065 mAh/g;dang bei lv zeng jia dao 5Cshi ,shou ci chong dian rong liang fen bie wei 631 mAh/g,1018 mAh/g,444 mAh/g。zai 0.1Cxia jing guo 200ci xun huan hou shuang ceng gui tan qiu reng bao chi 88.7%de rong liang 。shuang ceng gui tan qiu zai san chong gui tan qiu zhong ti xian chu zui hao de xing neng ,zhe gui yin yu shuang ceng gui tan qiu geng di gong le geng duo de huo xing wei dian he zhong duo de kong jing tong dao you li yu dian jie ye de shen ru 。wei le de dao you geng you de kong jie gou ,tong shi jin yi bu gai shan dian hua xue xing neng ,jiang shui re ge cheng de chan ceng gui tan qiu zhong de tan ceng jin hang bu fen ke shi ,de dao long zhuang gui tan qiu 。long zhuang tan ceng ke yi you xiao xi shou chong fang dian guo cheng zhong gui de ti ji peng zhang ,bao chi cai liao de wan zheng xing 。jie guo xian shi ,li yong gao meng suan jia ke shi bu fen tan hou de dao de long zhuang gui tan qiu bi yuan shi chan ceng gui tan qiu yong you geng da de bi biao mian ji he geng you yi de kong jie gou ,bing de dao le geng hao de dian hua xue xing neng 。long zhuang gui tan qiu zai 0.1Cbei lv xia shou ci chong dian rong liang di sheng dao 1926 mAh/g,zai 200ci xun huan hou rong liang da yao bao chi zai 1790 mAh/g,ku lun xiao lv bao chi 99%。zai 5Cbei lv xia reng ju you 963 mAh/gde ke ni rong liang 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自湖南工业大学的贺勇，发表于刊物湖南工业大学2019-07-29论文，是一篇关于硅碳论文,锂离子电池论文,可控论文,复合材料论文,湖南工业大学2019-07-29论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自湖南工业大学2019-07-29论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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