用于鋰離子電池的超彈性NiTi-Si復(fù)合電極材料的研究.pdf

1、鋰離子電池具有高能量密度、設(shè)計靈活性，以及輕量化、微型化等優(yōu)點，是應(yīng)用非常廣泛的一類電池，隨著當(dāng)今社會的不斷發(fā)展而逐漸成為關(guān)注的重點和研究的熱點。鋰離子電池發(fā)展的重點在于提高其比能量密度，而關(guān)鍵技術(shù)之一就是開發(fā)具有高能量密度的電極材料。其中，硅（Si）由于具有較大的理論容量而成為極具應(yīng)用潛力的鋰離子電池陽極材料。硅陽極材料在應(yīng)用中存在的最主要問題在于，在充放電循環(huán)過程中較大的體積變化容易導(dǎo)致電極材料表面開裂甚至粉碎破壞。而解決這一問題的

2、非常有前景的方法之一就是使用具有超彈性的形狀記憶合金作為集電體材料，在一定程度上緩沖電極材料在充放電過程中的體積變化，從而提高鋰離子電池的循環(huán)性能。
　　本文通過熱壓燒結(jié)和磁控濺射兩種方法嘗試制備NiTi/Si復(fù)合電極材料，探索了制備的可行性，研究了制備工藝與材料成分、物相組成、顯微結(jié)構(gòu)及電池循環(huán)性能等之間的關(guān)系。主要內(nèi)容及成果如下：
　　1.通過熱壓燒結(jié)法制備NiTi/Si電極材料，探索了材料的結(jié)構(gòu)演化及其對電性能的影響。

3、該材料作為電極制備所得紐扣電池在循環(huán)初期出現(xiàn)較明顯的比容量衰減，但循環(huán)至40次之后，比容量基本穩(wěn)定在550mAh/g，電池循環(huán)次數(shù)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)集電體Si電極材料。
　　2.通過磁控濺射法制備NiTi/Si電極材料，探索了制備工藝、材料成分、物相組成及微觀組織對電池循環(huán)性能的影響。通過調(diào)節(jié)靶材成分得到了近等原子比的NiTi薄膜，Si薄膜厚度約為1.3μm，NiTi薄膜厚度約為1.1μm。該材料作為電極制備所得紐扣電池循環(huán)初期的比容量