SiLi4Ti5O12SiC溶胶-凝胶法热气相分解法负极材料锂离子电池微结构电化学性能硕士论文.doc

如黠嫦縣蠶即惘发: :138113721 139938848 硅基复合锂离子电池负极材料的研究 Study on the Silic on-based Composites as Anode Materials for the Lithium Ion Batteries 材料学，2010, 硕士 【摘要】本论文在详细综述了国内外锂离子电池及其相关材料 ，尤其 是 Si 基负极材料的研究进展基础上，针对 Si 具有最大的嵌锂理论容 量,但是由于在循环过程中具有不可避免的严重的体积效应 ，提出以 纳米 Si 粉为原材料，采用溶胶-凝胶法和热气相分解法分别制备 Li4Ti5O12 和碳不同包覆，具有核壳结构的（Si/Li4Ti5O12 和 Si/C）硅 基复合材料作为锂离子电池负极材料。运用 XRD SEM 和 TEM 等技术 对合成材料的微观结构和形貌进行了分析，采用恒流充放电、循环伏 安法和交流阻抗技术测试其电化学性能。 论文系统研究了主要制备工 艺对合成材料的微观形貌结构和电化学性能的影响。论文采用溶胶 - 凝胶法,以钛酸丁酯、乙酸锂和纳米硅粉体为原材料，在烧结温度为 500-1000 C的条件下，成功制备了数纳米厚度的 Li4Ti5O12 包覆纳米 Si 的 Si/Li4Ti5O12 复合材料,Li4Ti5O12 相在 600-800 C下结晶化程 度很高,其余温度下出现杂相。干凝胶球磨预处理可降低合成材料的 颗粒团聚度，改善其分散性，有效提高复合材料的电化学性能。 Li4Ti5O12 部分抑制了首次嵌锂过程中生成 SEI 膜的反应，缓解了 Si 在脱嵌锂过程中体积的变化 更多还原如财文请联系魏即惆发: *:138113721 139938848 33【Abstract In this thesis, the recent research development on the related materials for lithium-ion batteries (LIB) at home and abroad, especially Si-based anode materials, are detailed reviewed. Based on the adva ntages and disadva ntages of Si as anode material, two Si-based nano composites (Si/Li4Ti5O12 and Si/C) with a core-shell structure were syn thesized through Sol-Gel method and thermal vapor decomposition method, respectively. The microstructures of the syn thesized Si-based nano composites were inv est. 更多还原 【关键词Si/Li 4Ti 52 ； Si/C ;溶胶-凝胶法；热气相分解法；负 极材料；锂离子电池；微结构；电化学性能； 【Key words 】Si/Li 4Ti 5Q2 ； Si/C ； Sol-Gel ； thermal vapor decomposition ; anode material ； lithium-ion battery ； microstructure ； electrochemical performa nee ； 致谢 5-6 摘要 6-7 ABSTRACT 7-8 目次 9-11 第 1 章文献综述及本文选题 11-32 1.1 锂离子电池的发展概况 11-21 1.1.2 锂离子电池电极材料的1.1. 锂离子电池的基本特性和工作原理 11-14 如黠嫦縣蠶即惘发: :138113721 139938848 研究概况 14-21 1.2 高容量硅基负极材料的研究进展 21-29 1.2.1 基本特性 21 1.2.2 结构类型及其制备方法 21-28 1.2.3 提高循环稳定性的措施及其机制 28-29 1.3 本论文的选题背景及主要研究内容 29-32 第 2 章实验方法 32-35 2.1 电极材料的制备 32-33 2.1.1 Si/Li_4Ti_5O_(12) 复合材料的制备 32 2.1.2 Si/C 复合材料的制备 32-33 2.2 材料的微观结构与形貌表征 33 2.3 材料的电化学性能测试 33-35 2.3.1 电极的制备和电池的装配 33-34 2.3.2 电化学性能的测试 34-35 第 3 章 溶胶-凝胶法制备 Si/Li_4Ti_5O_(12)复合材料及其结构和电 化学性能 35-52 3.1 引言 35 3.2 Li_4Ti_5O_(12) 热重分析 35-36 3.3 干凝胶球磨预处理对 Si/Li_4Ti_5O_(12)复合材料结构和 电化学性能的影响 36-37 3.4 导电剂对 Si/Li_4Ti_5O_(12)复合材料的结构和电化学性 能的影响如财文请联系魏即惆发: *:138113721 139938848 37-39