硅基鋰離子電池納米結構負極材料制備與電化學性能.pdf

1、隨著電子設備和電動汽車行業的快速發展，人們對可充電電池的要求日益增高。高容量、大倍率、循環性能穩定的可充電電池是研究熱點。目前，商業化鋰離子電池負極材料是碳材料（理論容量372mAh g-1），不能滿足人們對可充電電池的需求。近年來，硅材料由于具有最高的理論容量，而得到了廣泛關注。但是硅材料在嵌脫鋰過程中體積膨脹大，容易導致材料結構崩塌，從而使材料失效。本文針對硅材料循環性能差的問題，采用納米化、復合化和結構化的方法來改善鋰離子電池硅基

2、負極材料的電化學儲鋰性能。
　　本文采用直流電弧等離子體法制備了Si/Al納米復合材料。通過XRD、TEM等表征技術發現，不同原材料比例下制備的Si/Al納米復合材料的相組成、組分以及形貌呈現一定的規律性。隨著原材料中Al元素含量的增加，產物中的Al元素含量也相應增加，體現了與原料成分的一致性變化。Si/Al納米復合材料呈現出一定的擇優取向生長，從納米顆粒逐步向納米棒形態改變。將不同比例下制備的Si/Al納米復合材料應用于鋰離子電

3、池負極，研究其電化學儲鋰性能。在100mA g-1的電流密度下循環50次后，Si∶Al=9∶1、Si∶Al=7∶3和Si∶Al=1∶1（wt.％）三種比例的復合材料可逆容量分別保持在461.0mAh g-1、321.1mAh g-1、237.3mAh g-1，呈現出穩定的循環性能和容量變化。
　　為了進一步改善硅基負極材料的電化學儲鋰性能，選取Si∶Al=1∶1(wt.％)比例下制備的Si/Al納米復合材料，采用8wt.％的稀鹽酸