熔鹽電化學沉積碳材料及其作為鋰離子電池負極材料的研究.pdf

1、本論文以KCl-LiCl共晶混合熔鹽為反應介質，以K2CO3為碳源，采用熔鹽電化學方法在304不銹鋼網(wǎng)基體上沉積碳功能材料，通過對基體氧化及電脫氧預處理工藝增強碳材料與基體的結合能力。利用SEM對經(jīng)不同氧化、電脫氧預處理條件的不銹鋼網(wǎng)基體表面，在不同的沉碳時間下所沉積碳材料的表面形貌進行表征。使用XRD、Raman光譜、EDS等檢測手段，系統(tǒng)地研究了不同預處理條件及沉碳條件下，電化學沉積碳材料的厚度、物相結構和元素組成的變化;以所制備的

2、沉積碳/不銹鋼網(wǎng)復合材料作為鋰離子電池的負極，通過循環(huán)伏安法、電化學阻抗譜及l(fā)and電池測試系統(tǒng)，考察了電極材料的電化學性能及電池的容量性能和循環(huán)性能等。
　　結果表明熔鹽電化學法沉積的碳材料是具有無定形及石墨微晶結構的碳功能材料，且C-C鍵合以sp2雜化方式為主。由Raman光譜可知沉積碳材料的結構中存在六角碳環(huán)，且D峰和G峰的峰位變化說明碳材料存在sp2鍵角混亂度及sp2束尺寸的變化。SEM分析得到了碳材料顆粒尺寸為1-3μm

3、，碳層厚度為2-3μm。此外，氧化及電脫氧預處理工藝提高了基體與碳材料之間的結合能力，未經(jīng)氧化和電脫氧預處理的基體不易沉碳。以碳/不銹鋼網(wǎng)復合電極為負極的鋰離子電池表現(xiàn)出良好的容量性能和循環(huán)性能，并具有很高的庫侖效率，電池經(jīng)活化后各循環(huán)的庫侖效率都在97％以上。經(jīng)30次充放電后，電極材料的保留容量可達350mAhg-1以上。電池具有非常高的首次放電容量，充放電曲線的充放電平臺不明顯，但此類型特征曲線有助于剩余容量的檢測。以沉積碳作為電池