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以硅藻土为硅源的锂离子二次电池负极活性材料制备研究
作 者: 董慧佳
导 师: 赵瑞雪
学 校: 长春理工大学
专 业: 无机化学
关键词: 硅藻土 提纯 硅基材料 锂离子电池 负极材料
分类号: TM912
类 型: 硕士论文
年 份: 2014年
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内容摘要
硅藻土具许多独特的物理、化学性能,如质轻、软、多孔、比表面积大、吸附性强等。本文介绍了有关硅藻土的提纯方法,同时用镁热还原法等对硅藻土进行处理,进一步碳包覆制备出了硅碳复合材料,对材料进行了组织表征。以此复合材料作为锂离子电池的负极,以实验室方法制作模拟电池。对实验模拟电池进行最大稳定放电容量、循环稳定性、荷电保持率、倍率充放电、低温充放电和高温充放电等电化学性能进行表征。结果表明,制备的材料为纯硅微粒,经过碳包覆的硅材料,在100mA/g的电流密度下,电极首次放电放电容量为1790mAh/g,经过30次循环放电容量维持在406mAh/g。
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全文目录
摘要 4-5 ABSTRACT 5-8 第一章 绪论 8-21 1.1 引言 8-10 1.1.1 资源短缺 8 1.1.2 能源的储存——电池 8-10 1.2 锂离子电池介绍 10-14 1.2.1 锂离子电池发展概述 10-11 1.2.2 锂离子电池的工作原理 11-13 1.2.3 锂离子电池的特点及发展趋势 13-14 1.3 锂离子电池负极材料 14-21 1.3.1 负极材料概述 14-15 1.3.2 硅基负极材料及研究现状 15-18 1.3.3 新型硅材料 18-19 1.3.4 研究目的及研究内容 19-21 第二章 实验部分 21-33 2.1 实验仪器及主要试剂 21-23 2.1.1 实验仪器 21 2.1.2 实验试剂 21-23 2.2 材料制备方法 23-24 2.2.1 硅藻土的提纯 23 2.2.2 多孔硅的制备 23-24 2.2.3 硅碳复合材料的制备 24 2.3 物理性能表征 24-25 2.3.1 X射线衍射分析(XRD) 24 2.3.2 扫描电子显微镜分析(SEM) 24-25 2.3.3 热重/热分析(TG/DTA) 25 2.4 模拟电池电化学性能表征 25-26 2.4.1 电极片制备 25 2.4.2 扣式模拟电池的组装 25 2.4.3 恒流充放电测试 25-26 2.5 成品电池电化学性能测试 26-33 2.5.1 成品电池的制作 26 2.5.2 电池初始内阻的测试 26-27 2.5.3 电池满电态内阻的测试 27 2.5.4 电池重量的测试 27 2.5.5 电池室温稳定容量的测试 27-28 2.5.6 电池常温荷电保持率的测试 28-29 2.5.7 电池常温不同电流放电性能测试 29-31 2.5.8 电池低温不同电流放电性能测试 31-32 2.5.9 电池高温不同电流放电性能测试 32 2.5.10 电池常温循环性能的测试 32-33 第三章 实验结果与讨论 33-55 3.1 材料的性能表征 33-36 3.1.1 实验各步骤产物外观 33 3.1.2 XRD分析 33 3.1.3 SEM分析 33-35 3.1.4 TG/DTA分析 35-36 3.2 扣式电池电化学性能表征 36-38 3.3 成品电池电化学性能表征 38-55 3.3.1 实验电池分组 38-39 3.3.2 电池初始内阻 39-40 3.3.3 电池满电态内阻 40-41 3.3.4 电池重量 41-43 3.3.5 电池室温稳定容量 43-44 3.3.6 电池常温荷电保持率 44-45 3.3.7 电池常温不同电流放电容量 45-48 3.3.8 电池低温不同电流放电容量 48-50 3.3.9 电池高温不同电流放电容量 50-53 3.3.10 电池常温循环性能测试 53-55 第四章 结论 55-56 致谢 56-57 参考文献 57-58
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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术(直接发电) > 蓄电池
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