锂离子电池硅碳复合负极材料的研究.pdf

隶韵大訾因迤乙硕士学位论文锂离子电池硅碳复合负极材料的研究．俭麽整一娄丞县副熬授研究生姓名：导师姓名：分类号：盔亩太堂位堂论文答辩日期兰笙墨且§益堡位堂学位授予日期量生且答辩委员会主席塑捡矍夔授年申请学位类别墨雯亟±学位授予单位一级学科名称二级学科名称目评阅人学校代码：鹗公珏鲤密级：学号：
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研究生签名：蓬涵师签名：研究生签名：簦苋掌冢核浚互：墨型：互多／东南大学学位论文独创性声明东南大学学位论文使用授权声明期：本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特另：以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布ǹ论文的全部或部分内容。论文的公布ǹ授权东南大学研究生院办理。
摘要锂离子电池具有比容量高、循环寿命长以及安全可靠等优点。在锂离子电池负极材／葡萄糖复合材料．／；以纳米硅和乙炔黑为原料，通过机械混合、水热和氮气覆盖，形成纳米硅与石墨烯接触的夹层结构。结构上的优势使纳米硅／碳纳米管复合材料料研究中，硅在所有锂离子电池负极材料中具有最高的理论比容量。然而，硅材料在充电和放电过程中会发生巨大的体积变化，嵌锂时的体积膨胀使电极结构受到破坏，从而导致容量迅速衰减，循环性能下降。本文以纳米硅和葡萄糖为原料，通过水热还原反应并高温碳化的方法制各了纳米硅氛围下蒸发丙三醇制各了纳米硅／乙炔黑复合材料猄疉环直鹨阅擅坠韬吞寄擅管浆料、纳米硅和还原石墨烯为原料，通过不同条件下的水热反应和高温处理制备了纳米硅／碳纳米管复合材料—／和纳米硅／石墨烯复合材料甋疓。本文还探讨了影响硅材料和纳米硅／碳复合材料电极循环性能的因素。电化学测试结果表明：不同硅材料和纳米硅／碳复合材料电极上发生的嵌锂和脱锂反应相同；硅材料和纳米硅／碳复合材料在电极材料中的相对含量越高，电极循环性能越差；粘结剂和导电剂对电极循环性能具有同等重要的作用；粘结剂隤缘缂沸阅艿挠跋煜差不大；纳米硅电极的循环稳定性比微米硅电极好很多，首次库仑效率达到．ィ次循环后容量保持率仍保持在．ィ籲甋疓春喜牧稀甋疉春喜牧稀疌春喜牧虾蚽甋疓复合材料的循环性能明显优于纯硅材料。纳米硅／碳纳米管复合材料中，形成了碳纳米管对纳米硅的包覆结构或纳米硅颗粒镶嵌在交织状碳纳米管碳基体中的嵌入式结构；纳米硅／石墨烯复合材料中，纳米硅颗粒被数层石墨烯和纳米硅／石墨烯复合材料的容量衰减缓慢，首次库仑效率和容量保持率高，电极的循环稳定性比纳米硅／葡萄糖复合材料和纳米硅／乙炔黑复合材料更好。关键词：锂离子电池；负极材料；纳米硅／碳复合材料；纳米硅／碳纳米管复合材料；纳米硅／石墨烯复合材料；水热法
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目录第四章纳米硅碳复合材料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯目勇之⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．锂离子电池概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．胱拥绯丶蚪椤．胱拥绯靥氐恪．胱拥绯卦怼．胱拥绯刈槌伞硅基负极材料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．璨牧系那讹萍把芯拷埂硅／碳复合材料的制各及嵌锂性能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．杌杭阅芨慕本论文的研究目的及主要内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．芯康哪康摹．芯康哪谌荨第二章实验部分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯实验药品及仪器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．笛橐┢贰．笛橐瞧鳌纳米硅／碳复合材料的制备与表征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一．擅坠瑁几春喜牧系闹票浮．牧系奈锢硇灾时碚鳌电池组装与测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．缂票浮⒏男约暗绯刈樽啊．绯匦阅懿馐浴第三章硅材料的电化学性能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯微米硅⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⒚坠璧奈锢硇灾时