硅-炭復合鋰離子電池負極材料制備與電化學性能.pdf

1、目前石墨類碳材料是鋰離子電池商業(yè)化使用的主要負極材料，但是其理論容量較低，僅有372mAh/g，已經不能滿足人們對儲能裝置的需求。與傳統(tǒng)的石墨負極相比，硅材料因具有較高的理論比容量(4200mAh/g)和較低的嵌脫鋰電位，且資源豐富、對環(huán)境無污染，已經成為新一代鋰離子電池負極材料研究的熱點。但是硅電極材料導電性差，在循環(huán)過程中通常會伴隨著較大的體積變化，使電極粉化失效，導致電池的可逆容量降低。針對上述問題，將硅與炭材料進行復合制備硅/炭

2、復合材料是一種有效的解決途徑。
　　本文分別以微米硅、納米硅為硅源，酚醛樹脂為炭源，采用高溫熱解法制備了硅/炭復合材料，并對其進行XRD、TEM、SEM等表征，對復合材料的制備條件及電化學性能進行了研究。主要結果如下:
　　(1)以微米硅為硅源，制備微米硅/炭復合材料，并研究了炭化溫度、硅含量對電化學性能的影響。結果表明，復合材料的結構為硅顆粒分散在炭基體中的鑲嵌式結構。與純微米硅電極相比，Si/C復合材料初始容量降低，但循

3、環(huán)穩(wěn)定性有所提高。當炭化溫度為600℃，硅含量為26wt.％的微米硅/炭復合材料電化學性能最好。它的首次放電比容量為1171. mAh/g，40次循環(huán)后容量保持在362.9mAh/g。
　　(2)采用直流電弧等離子體法制備二維結構的硅納米片，并以其作為硅源，酚醛樹脂為炭源，制備納米硅/炭復合材料，研究硅含量對電化學性能的影響。結果表明，復合材料的結構為硅分散在炭基體中的鑲嵌式結構，硅和炭基體之間結合緊密。與納米硅電極相比，Si/C