硅基合金負(fù)極材料的制備及電化學(xué)性能研究.pdf

1、現(xiàn)代社會(huì)高速發(fā)展，移動(dòng)通訊等電子設(shè)備對(duì)鋰離子電池的容量有了更高的要求，硅基合金負(fù)極材料由于具有較高的容量而受到研究者的矚目。本論文主要采用了熔煉-機(jī)械球磨二步法制備了一系列的二元硅基合金和三元硅基合金，并對(duì)合金材料進(jìn)行了摻碳改性處理，測(cè)試了硅基合金作為鋰電池負(fù)極材料的電化學(xué)性能，研究了硅基合金材料的充放電機(jī)理，探討了改性后材料電化學(xué)性能改善的原因。主要的結(jié)論如下：
　　 (1)二元硅基合金和三元硅基合金的首次放電比容量都比較大，

2、但充電比容量較小，首周不可逆容量損失較大。若Fe-Ni-Si合金，F(xiàn)e-Ni-Si合金中含Si量為80％的樣品的首次充放電比容量為332 mAh/g、1409mAh/g。另外，無(wú)論是二元硅基合金還是三元硅基合金，它們的循環(huán)性能都比較差，如Fe-Ni-Si合金中含Si量為80％的樣品在循環(huán)五周后，比容量幾乎為0。
　　 (2)經(jīng)過(guò)改性后，二元硅基合金和三元硅基合金的首次充電比容量及循環(huán)性能得到了較大的提高。如Fe-Ni-Si合金，

3、Si含量為80％的樣品的首次充電比容量為520 mAh/g，循環(huán)十周后，比容量依然保持在180 mAh/g。
　　 (3)二元硅基合金和三元硅基合金以及改性后的合金材料都具有同樣的充放電機(jī)理，在合金材料及其改性材料中，主要存在著單質(zhì)Si和惰性合金這兩大類(lèi)別成分，單質(zhì)Si在充放電過(guò)程中與Li+反應(yīng)，起到提供容量的作用，而惰性合金則起到支撐材料的結(jié)構(gòu)骨架、緩和Si在充放電過(guò)程中與Li+反應(yīng)產(chǎn)生的體積效應(yīng)的作用。
　　 (4)