鋰離子電池硅基負(fù)極材料的電化學(xué)性能研究.pdf

1、鋰離子電池因性能優(yōu)良在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，但其潛能仍未充分發(fā)揮。其負(fù)極（也叫陽(yáng)極）材料一直是研究的重點(diǎn)之一。硅的理論容量高達(dá)4200mAh/g，嵌脫鋰電位低，且在自然界的含量豐富，原料價(jià)格低廉，是很有希望的嵌鋰負(fù)極材料。但在嵌脫鋰過(guò)程中純硅材料因膨脹收縮比高（膨脹率高達(dá)300％），導(dǎo)致結(jié)構(gòu)粉碎、活性材料與集流體接觸變差，幾次循環(huán)后電極容量已大幅衰減。將硅材料進(jìn)行多孔化處理，與其它體積效應(yīng)小的材料，如石墨和裂解碳復(fù)合，制得納米多孔硅/石

2、墨/裂解碳材料，可很好地提高循環(huán)性能。通過(guò)XRD、TEM和氮吸附等方法表征分析了此類材料的形貌和結(jié)構(gòu)等物理特征。通過(guò)恒電流充放電、循環(huán)伏安等研究了材料的電化學(xué)性能。 但是，這種材料首次庫(kù)侖效率（充電容量與放電容量之比）并不令人滿意，只有60％左右。采用熱處理方法改善材料的結(jié)構(gòu)，在600 到1000 攝氏度范圍內(nèi)，首次效率隨著溫度的升高而提高，最高可達(dá)80％以上，但循環(huán)性能變差。采用鋰源預(yù)先補(bǔ)償技術(shù)，可以降低首次不可逆容量、改善首