Al與Al基金屬間化合物作為鋰離子二次電池負極材料的研究.pdf

1、為了尋求更好的新型非碳材料作為鋰離子二次電池負極材料，本論文采用Al極片和高溫真空熔煉制備的Al基金屬間化合物(Al-Y，Al-Cu)作為負極材料，利用X射線衍射法、掃描電鏡、微電極循環(huán)伏安法、恒電流充放電測試及交流阻抗測試等，研究了材料的結構、脫嵌鋰機理和電化學性能，主要結論如下： 1．采用Al極片作為鋰離子二次電池的負極材料在循環(huán)中表現(xiàn)出較好的綜合性能，容量可到達400mAh／g，高于石墨理論容量。在充放電循環(huán)過程中，Al與

2、Li的反應基本上生成的是AlLi合金，隨著反應的深入，生成少量Al<,4>Li<,9>。在控制電化學測試條件上，對于Al極片先采用小電流充電使其活化，再改用大電流充放電可得到較大的比容量性能。 2．實驗制得的Al-Y試樣在0.5V電壓左右出現(xiàn)尖銳的氧化峰，而還原峰電位為0.3V左右，氧化／還原峰電位差為0.2V左右，表明其極化較小。Al-Y試樣的容量可達到500mAh／g，超過石墨的理論容量，但容量首次循環(huán)后衰減很大，合金物質(zhì)在

3、充放電循環(huán)中體積變化依然很大程度導致負極中材料顆粒破碎、脫落，從而引起參加電化學反應的有效活性物質(zhì)的質(zhì)量的減少，導致可逆容量下降。其循環(huán)性能仍有待于進一步提高。 3．制備的Al-Cu試樣氧化峰電位為0.5V左右，還原峰電位為0.1V左右。循環(huán)伏安曲線重合度較好，顯示具有一定的電化學性能。Al-Cu在恒電流循環(huán)測試中，顯示容量可達到500mAh／g。十次循環(huán)后，其循環(huán)效率較高，顯示其作為替代石墨負極材料的巨大潛力。 4．通