硅-導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料的制備及儲(chǔ)鋰性能研究.pdf

1、近年來隨著新型產(chǎn)業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，電動(dòng)汽車等新能源產(chǎn)品得到了廣泛應(yīng)用，對(duì)高性能動(dòng)力型鋰離子電池的需求量也越來越大。以碳類材料為代表的傳統(tǒng)負(fù)極材料由于受到理論容量的限制(石墨理論比容量為372 mAh/g)已逐漸不能滿足高容量鋰離子電池的要求。高容量負(fù)極材料已經(jīng)成為鋰離子電池發(fā)展的目標(biāo)之一，而硅材料因具有高達(dá)4200 mAh/g的理論比容量成為今年來研究的熱點(diǎn)之一。但是硅負(fù)極材料低的電導(dǎo)率、嚴(yán)重的體積效應(yīng)和差的循環(huán)穩(wěn)定性等缺點(diǎn)，嚴(yán)重制約了

2、其商業(yè)化應(yīng)用。導(dǎo)電聚合物能夠給電子提供一個(gè)快速遷移的通道并且可以緩沖活性材料硅在充放電過程中的體積效應(yīng)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用氯仿做為反應(yīng)溶劑，在室溫下通過原位氧化聚合反應(yīng)制備得到聚噻吩包覆硅復(fù)合負(fù)極材料。經(jīng)過紅外光譜結(jié)構(gòu)表征，證明了噻吩的氧化聚合主要是發(fā)生在α位，得到的主要是α-α型聚噻吩。通過實(shí)驗(yàn)探索得到，硅與噻吩的投料比為7：3，催化劑與噻吩的摩爾比為4：1，氧化聚合10 h得到的復(fù)合材料具有較好的電化學(xué)循環(huán)性能。

3、復(fù)合材料經(jīng)過50次充放電循環(huán)后比容量仍然有479mAh/g。⑵以納米硅顆粒和苯胺與吡咯為原材料，通過原位化學(xué)氧化法成功制備出了一種新型的導(dǎo)電吡咯苯胺共聚物包覆納米硅復(fù)合材料。研究中采用掃描電鏡、紅外光譜和X-射線衍射對(duì)復(fù)合材料形貌及結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，并將其作為鋰離子電池負(fù)極材料，探討了硅/聚苯胺-吡咯不同質(zhì)量比，共聚物制備過程中不同pH值和時(shí)間對(duì)其電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：質(zhì)量比對(duì)硅-吡咯苯胺共聚物材料的電化學(xué)性能有較大影響。當(dāng)納米硅顆粒