新型鋰離子電池負極材料探索.pdf

1、本文在綜述國內外鋰離子電池負極材料的研究進展的基礎上,針對目前負極材料存在的容量低、循環(huán)性能差的缺點,分別研究了以低溫溶膠法制備的不同尺寸的Fe304和以導電膠作為導電添加劑的納米Si粉復合材料作為鋰離子電池負極材料,旨在探索新型的高性能的鋰離子電池負極材料.利用XRD、SEM、FEM等技術對合成的Fe304材料的微觀結構和形貌進行了分析,采用恒流充放電和循環(huán)伏安(CV)技術測試其電化學性能.論文系統(tǒng)研究了顆粒尺寸對Fe304以及導電膠

2、添加劑對納米硅粉的電化學性能的影響. 論文采用低溫溶膠法通過改變主要反應物FeSO<,4>、KNO<,3>和KOH的比例,制備了顆粒尺寸為50-900 nm的Fe3O<,4>顆粒.對采用不同尺寸的Fe<,3>O<,4>顆粒制備的電極的電化學性能的研究表明,顆粒尺寸是影響電極電化學性能的重要因素之一.隨著Fe3O<,4>顆粒尺寸的增加,電極的循環(huán)性能得到了明顯的改善.對不同顆粒尺寸的Fe3O<,4>的循環(huán)伏安曲線中氧化和還原峰位的

3、研究表明,隨顆粒尺寸的增加,電極的極化減弱.對Fe<,3>O<,4>電極的大電流放電性能的研究表明,電流密度在50-200 mA/g范圍內變化,對Fe<,3>O<,4>電極的循環(huán)容量影響很小,表明了Fe<,3>O<,4>電極有良好的導電性倍率性能. 論文初步探討了Fe<,3>O<,4>顆粒尺寸對電極循環(huán)穩(wěn)定性影響的機制.在充放電過程中Fe<,3>O<,4>電極顆粒表面形成了SEI膜Fe<,3>O<,4>和Li反應形成了Li<,2

4、>O網(wǎng)絡和細小Fe顆粒.當Fe<,3>O<,4>顆粒比較小時,比表面積大,從反應物表面脫落的納米Fe顆粒和Li<,2>0顆粒的量相對于活性物質的量較多,所以在循環(huán)過程中容量下降較快.而對于大顆粒Fe<,3>O<,4>電極,由于比表面積小,從反應物表面脫落的納米Fe顆粒和Li<,2>O顆粒的量相對較少,容量下降的程度就小,所以大顆粒Fe<,3>O<,4>電極的循環(huán)性能較小顆粒的得到提高. 對以導電膠作為導電添加劑的納米硅粉電極的電