锂离子电池负极材料-天然石墨改性研究

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通过聚氯乙稀热解碳包覆ＣＳ３ｏｂ制备负极材料，不可逆容量损失相对减少。首次不可逆容量损失从纯ＣＳ３ｏｂ试样的６％２下降到４％。相对于纯的ＣＳ３２ｏｂ合金，热解碳包覆ＣＳ：ｏｂ负极材料的容量循环衰减速率较慢。０个循环之后，ＣＳ３２ｏｂ试样的可逆容量衰减到５ｍｈ以０／下，热解碳包覆ＣＳ：Ａｇｏｂ负极材料的可逆容量下降到１ｍｈｏ６Ａ／０ｇ
本文采用ＸＤＴＲ，Ｍ，ＢＴ激光粒径和电ＥＳＭ，，ＥＥ化学测试等方法，对热处理天
然石墨结构和电化学性能进行了分析，研究了材料的晶体结构、杂质含量、粒径大小、
比表面积等因素对其充放电性能的影响。采用ＦＩ，ＤＳＭ等方法分析电极表ＴＲＸ，ＲＥ面ＳＩＥ膜的成分和形貌特征，研究了在大电流充放条件下，石墨材料可逆容量的衰减机理。采用ＸＤＴＭ和电Ｒ，Ｅ化学测试等方法，研究了聚氯乙稀热解碳包覆ＣＳ３ｏｂ材料
的结构特征和电化学性能。
研究发现，热处理可有效提高负极材料石墨化程度、增大石墨微晶尺寸，减小比
表面积，增大颗粒平均粒径，从而显著改善充放电性能。随着热处理温度的升高，性能进一步得到改善，０℃处理的石墨材料可逆容量为３０ｈ，８０２ｍ／首次库仑效率为８Ａｇ０％。这是由于８００℃处理的石墨材料ＢＴ比表面积最小，颗粒平均粒径最大，Ｅ有利于降低不可逆容量。其次，０℃下热处理，８０大量减少了石墨表面的活性点，有利于不可逆容量的减少。而且经过热处理，原先难以储铿的位置也可以嵌脱锉，提高了石墨材Ｖ的可逆容量。Ｉ
ＷｔｔＦＩｎｙｓｈＥｆｔｒｗｒｓｒｃｏｅｓｕａＴａｌｉｏｔＳＩ，ｅｅｅｌｐｎｔｓｈｉｈＲｓｆｈｅａｅｉｈｅｅａｏｌｅｍｖｍｎ，ｓｃ
（Ｈ０ＯＬ２ＬＣ３Ｃ２０２ｉｉｔＳＭｌｉｏｔＳＩ，ｇｅｅＣ２Ｃ２）ｉ０１００ＬＷｔｈＥａｙｓｅｆｉｕｇｔｉ１２Ｈ．ｅｎｓｆＥｉｔｓｄｈａｈｌｓｍ
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关键词：晶体结构，比表面积，活性点，ＳＩＥ膜，铿一碳化合物，聚氯乙稀热解碳包覆ＣＳ、ｏｂ材料
浙江大学硕士学位论文
Ａｂｔａｔｓｒｃ
Ｌｈｍｉｂｔｒｓｒｎｒａｅｅｎａｏｅｔａｉｙｄｎｅｅａｇｅａｄｈｒａｌｓｏｄｒｐｗｒｈｙｗｄｌｕｅｉｉ－ａｉｒｅｎｅｇｂｅｔｕｏｅｃｃｙ，ｒｅｓｅｅｉｍｂｅｎｓｃｍｕｒａｄｅｅｕｍｎ，ｔｈｈｒｎ－ｌｇ，ｅｎｉｐｏｅｏｐｔｓｏｒｉｅｔｄｅｉｗｋｇｏａｅｌｇｏｌｈ，ｅｎｔｑｐｓｕｏｈｇｏｉｖｔａｒｅｅｙｎｉ．ｅｐａｓｌｉ－ｎｔｒｓｆｒｅｔｉｐｖｔｉｎｒｄｓｙＴｅｈｓｏｉｕｉｂｔｉａｕｈｒｍｒｅｒｇｅｔｈｍｅｎｈｍｏａｅｅｒｔｏｏｈｔｅｅｐｒｒａｃｓｒｕｅｉｃｓ．ｏｍｔｉｓｏｅｈａａａｌａｐａｅｅｏｎｅａｄｃｔｒｔＣｒｎｅａａｎｏｔｖｉｂｐｒｃｓｆｍｎｅｄｈｏｓａｅｂａｒｌｒｅｆｅｌｅｏｈｔｔａｃｔｐｒｒｎｅａｄｒｓｔｃｓｏｌｈｍｉｂｔｒｓｓｃｔｅａｈｅｈｎｅｅｏｍａｃｓｄｃａｈｏｔｆｉ－ｎｅｅ，ｅｒｒａｎｈｆｅｎｅｅｅｅｓｉｕｏａｉｉｈｅｔｎｅａｉｙｓｅｉｏｃｒｏｍｔｉｓｔｉｐｏｅｉｉｐｏｅｅｔｌｂｅｅｔｅｖｒｔｏｐｃｓａｎｅａａｄｒｐｒｅｍｒｖｍｎｗｕｅｃｖａｅｆｅｆｂａｒｌｎｈｒｔｓｅｏｄｆｉｔｕｇｄｔａｏｅＴｅｓｗｓｃｒｄｔｓｕｔｅａｄｆｍｎｅｏａｏｅｏｒｅｎｄ．ｔｉａｃｎｅｅｏｈｔｃｒｎｐｒｒａｃｓｎｄｐａｈｅｈｈｓｏｎｎｒｕｓｅｏｅｅｆｍｔｉｓｎｈｐｔｆｄａｍｔｉｓａｒｌａｄｅｉｉｌｅａ．ｅａ，ｏｏｄａｒｌｎｅＩｔｔｓ，ｅｔｒｔｎｕｌｈｅａａｚｄｔｃｒｎｅｉｔｈａｔａｄｔａｇｐｉｗｎｌｅｉｓｕｔｅａｄｎｅｓｈｈｈｅ－ｅｅａｒｒｔａａｓｙｎｕｓｒｅｃｏｈｍｃｐｐｒｅｔｏｇＸＤＴＭ，ＢＴＬｓｐｒｃｄｍｔａｄｌｔｃｅｉｌｅｉｈｕｈ，ＳＭ，，ｅａｉｅｅｒｅｒａｒｔｓｏｒＲＥＥＥａｒｌｉｅｎｔａｅｃｏｈｍｃｌ，ｅｃｏｈｍｃｌｏａｃｓａｅｅｂｔｆｔｓｈｌｔｃｅｉｔｔｔｌｔｃｅｉｐｒｒｎｅｗｓｃｄｈａｏｓａｅｒａｅｈｅｒｓｅａｅｍｆａｆｔｙｃｒｕｓｅｃｃｓｌｃｒｉｐｒｙｔｔｐｒｃｄｍｔａｄＴｅｉｓｒｃａａＴｅｒｔｓｕｔｅｍｕｔｃｎｎａｉｅｅｒＢｓｃｉｕａｅ．ｙａｔｕ，ｉｏｅ，ｔｌｉｅｎＥｐｆｒａｃｆｒｈｅｃｐｓｉｓｓｆｅｒｔｉｉｏＳＩｗｒａａｚｄＦＩ，ａｄｏｏｉｎａｄａｃａｃｒｔｓＥｆｅｎｌｅｂＴＲＸＤＳＭ．ｍｔｎｕｃｈａｅｓｃｆｉｏｒｌｅｙｙｍＲｎＥＴｅｕｔｅａｄｃｏｈｍｃｌｆｍｎｅｗｒｉｅｉｔｂＸＤＴＭｄｈｓｃｒｎｅｔｃｅｉｐｒｒａｃｓｅｓｇｅｙ，ａｔｕｓｌｒｒｅａｅｏｅｎｔａｄＲｖＥｎ
ＢＴｃｉｓｆｅａａｃｒｎｌｉｐｖｄａｙｃａｅｉｈｒｐｒｒａｃＥｓｉｕａａ， Fra Baidu bibliotek ｇｍｒｅｇｔｔｈｒ／ｓａｅｆｍｎｅｐｆｒｃｒｃｉｙｏｒｌｈｅｃｅｏｅｅｇｄｃｇｅｏ
Ｗｉｔｉｒｓｏｈａｔａｅｔｐｒｕｅｅｃｏｈｍｉｌｆｒａｃｗｒｅｔｈｎｅｅｅｔｒｔｎｔｅｔ，ｔｃｅｃｐｒｍｎｅｆｔｒｈｃａｆ－ｅｍｅｅａｒｌｒｍｅａｅｏｓａｕｈ
ＳＩ红外吸收Ｅ膜的光谱分析表明ＳＩ有（Ｈ０ｏＬ２ＬＣ３Ｃ２０２，Ｅ膜上Ｃ２Ｃ２）ｉＯ，００Ｌｉ，２Ｈｉ
等几种物质。Ｅ膜的ＳＭ分析表明，ＳＩＥ活性铿与电解液发生反应，放出Ｃ２Ｃ２Ｃ２Ｈ＝Ｈ，，０Ｈ等气体，Ｆ可逆容量随电流密度的增大而减小。在充放电过程中，石墨材料结构发生可逆变化。在嵌脱铿过程中，依次生成ＬｌＬ，Ｌ６ｉｓｉ２ｉ等铿一Ｃ，，ＣＣ碳化合物，同时这些铿－碳化合物在不同电位下相互转化。
浙江大学硕士学位论文
摘要
锉离子电池是一种绿色、可充式的二次电源，其工作电压高、能量密度大，大量应用于手机、计算机等便携式设备。进一步提高电池性能和降低成本是锉离子电池发展的重点。由于碳材料种类繁多，性能提升空间大，因而研究高性能，低成本的的碳负极材料是改善锉离子电池性能和降低电池成本的有效途径之一。本论文主要研究铿离子电池负极材料的结构和性能，期望获得电化学性能优异、成本低廉的负极材料。