硅碳復合材料在鋰離子電池負極中的應用研究.pdf

1、硅材料具有很高的理論比容量(4200mAh/g)，但反應過程中大的體積變化而導致的循環(huán)性能很差。這種不利因素限制了硅作為負極材料在鋰離子電池中的應用，硅碳復合作為一種有效的改善途徑被廣泛研究。本文選擇了兩種不同的硅源：納米硅和塊體硅作為基體，制備了硅碳復合物，并和單純的硅材料進行了對比。利用XRD，SEM，TEM，BET等手段對材料進行了結構和表面形貌的表征。通過充放電、循環(huán)伏安和交流阻抗的測試考察了材料的電化學性能。利用簡單球磨法將塊

2、體硅材料進行粉碎細化，在球磨后硅材料中，選取電化學性能較好的，與Vulcan Xc-72和乙炔黑混合，利用二步球磨法制備了兩種硅碳復合材料，研究了它們的電化學性能。研究表明通過簡單球麼法制備的Si/C復合物材料的電化學性能大大優(yōu)于單純Si材料，且Si-Vulcan Xc-72復合材料表現出了較好的電化學性能。Si-Vulcan Xc-72復合材料和Si-乙炔黑復合材料的首次放電比容量分別為2115.7mAh/g和1779.8mAh/g，

3、并且循環(huán)穩(wěn)定性較之單純硅都得到了很大的改善。以納米硅和酚醛樹脂為基體，采用高溫裂解法，選擇700℃為裂解條件，制備了核殼結構硅/酚醛樹脂裂解碳復合材料。研究表明硅/酚醛樹脂質量比為40:60的材料具有最優(yōu)的電化學性能，首次放電比容量為1745.5mAh/g，循環(huán)50次后容量保持在337.2mAh/g；以此材料為基礎物，向里添加石墨化碳纖維VGCF，研究發(fā)現材料的電化學性能得到提升，其中硅/碳-30％VGCF的復合材料表現出更優(yōu)的性能，首