碳包覆硅基復合材料的制備及電化學性能研究.pdf

1、本文綜述了鋰離子電池的研究情況，特別是硅基負極材料的研究概況與發(fā)展趨勢。針對硅材料不可逆容量大，循環(huán)性能差等問題選用高溫熱解碳包覆的方法制備得到硅基復合負極材料。通過堿洗復合材料和對銅箔基體進行刻蝕的方法對制備的復合材料進行改性及工藝改進。對材料進行XRD和SEM測試，分析結(jié)構(gòu)和形貌，進行充放電、循環(huán)伏安等電化學測試，研究材料的電化學性能。
　　通過高溫熱解的方法制備了硅-石墨-煤焦油瀝青熱解碳材料。在實驗中，固定熱解碳的質(zhì)量配比

2、不變。熱解溫度為900℃條件制備的Si/G/C復合材料循環(huán)性能無論相對純硅還是瀝青熱解碳都有較明顯的提高。硅和石墨的質(zhì)量比為5:5時具有最優(yōu)異的性能，首次可逆容量高達1276.5mAh·g-1，40次循環(huán)后可逆容量仍可保持在512.8mAh·g-1。復合材料中加入的石墨使材料的循環(huán)穩(wěn)定性大大改善。對電極片熱處理后復合材料的循環(huán)性能有進一步的提高。對上述的復合材料進行二次包覆后循環(huán)性能并沒有明顯的提高。另外，結(jié)合機械球磨和高溫熱解兩種材料

3、制備方法，獲得了SiMn/C復合材料，其首次脫鋰容量為245.6mAh·g-1，40次循環(huán)后可逆容量仍可保持在246.8mAh·g-1，表現(xiàn)出了很好的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　采用堿洗和基體刻蝕的方法對高溫熱解的硅碳復合材料進行修飾改性及電極制備工藝改進。用NaOH處理后的復合材料的循環(huán)穩(wěn)定性有了較大的提高。用FeCl3刻蝕銅箔基體，可以很明顯的進一步改善包覆材料的循環(huán)性能。其中，硅和石墨的質(zhì)量比為4:6的材料表現(xiàn)出了很好的性能，首次嵌鋰