硅氧化物及其復合材料的電化學性能研究.pdf

1、本論文采用恒流充放電考察SiO的電化學性能，并在0.5MHz至0.001 Hz的頻率范圍內，通過交流阻抗技術研究SiO電極在首次嵌鋰反應中的電極過程。對不同電壓區間下測得的交流阻抗圖譜，提出不同的等效電路模型并對結果進行了擬合。通過擬合，探討了SiO電極過程動力學以及嵌鋰過程中電極界面的變化特性。 基于負極材料的改性，采用不同的方法制備SiO復合材料，借以改善SiO首次充放電效率以及循環性能：同時，采用XRD、SEM、EIS、E

2、DS及恒流充放電等測試方法研究復合的實際效果。 采用化學鍍方法分別在SiO顆粒及SiO電極膜表面包覆金屬銀。相比于SiO，Ag包覆后的復合材料首次充放電效率增加約20％，可逆容量明顯提高，顯著改善了其循環性能；交流阻抗的測試結果表明，鍍銀后SiO電極電荷傳遞阻抗降低，鋰離子的擴散系數增加，主要歸因于Ag優異的導電性。 由于Li2CO3有利于形成更緊密、導電性更好的SEI膜，降低了首次不可逆容量的損失，而氧化鈷比容量高，循

3、環性能好，通過機械球磨法制備SiOx/CoO和SiO/Li2CO3兩種復合材料。采用XRD研究其結構，并通過SEM對材料充放電循環20次后電極表面形貌進行表征。結果表明，相比于SiO，復合體系的首次充放電可逆容量明顯提高，顯著改善了其循環性能；并提出一種Li2CO3緩沖作用模型，分析了其對SiO電性能影響機理。 采用浸漬.低溫裂解法形成SiO/無定形碳材料。結果表明，碳的引入有利于提高電極首次充放電效率和改善SiO的循環性能；由

4、于碳良好的導電性能，SiO/C復合電極的電荷傳遞阻抗降低，鋰離子擴散系數增加。而以多壁碳納米管(MWNTs)作導電劑制備的SiO/MWNTs復合電極，首次可逆比容量高達1463.9 mAh·g-1，大大高于含乙炔黑的SiO電極(僅為582.3 mAh·g-1)；且SiO的循環性能得到顯著改善。SEM、EIS測試結果表明：多次循環后SiO/MWNTs電極仍能較好地保持活性顆粒的導電網絡，而脆性乙炔黑所形成的橋連作用遭到破壞，導致活性顆粒間