金属修饰硅负极材料表面硬碳包覆技术研究

来源 :南昌大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zb272939419
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着时代的快速发展,人们对可穿戴设备,智能手机以及新能源汽车的需求越来越大。进而促使这些行业得到飞速发展,锂离子电池也取得了巨大的进步。目前锂离子电池商业化材料中负极材料主要是石墨。然而,石墨负极材料的理论比容量仅为372 m Ah g-1,无法满足人们对高能量密度的需求,也限制了行业的发展。寻求一种高能量密度的负极材料替代石墨是解决当前问题的重要环节。目前,在已知的众多负极材料中,硅的理论比容量是4200 m Ah g-1,且具有较低的脱嵌锂平台,来源广泛,安全性能高等优点。因此硅负极材料被认为最具有成为高能量密度材料的潜力。但是,有两个最严重的问题限制了硅负极材料的商业化。第一,锂离子电池在充放电过程中硅颗粒会产生体积膨胀效应,导致电极材料在集流体上粉化脱落,从而循环性能大大下降。第二,硅属于半导体,导电性能差,进而使得在高倍率下性能极差,无法满足人们快充需求。针对以上问题,许多研究者提出了不同的解决方法,如硅纳米化,多孔硅,核-壳结构等。本文通过在硅表面包覆硬碳,有效抑制了硅的体积膨胀,从而提高了硅材料的循环性能。同时,本文也从提高硅的导电性的角度,通过金属辅助沉积的方式在硅表面沉积银颗粒(Ag),提高硅的导电性,并在此基础上对其进行表面硬碳包覆。通过电化学性能测试,材料表征等研究手段,分析材料性能,取得以下结论:(1)采用酚醛树脂为硬碳源,将酚醛树脂与硅粉末按照质量比为1﹕10,使用液相包覆的方式混合,将酚醛树脂均匀地分布在硅的表面。通过高温热解的方式,在900℃下保温5 h,使得酚醛树脂碳化,得到硬碳包覆的硅负极材料(Si@HC)。从而使得循环性能和倍率性能有了较大的提升。在经过0.5 C(1C=4.2 A g-1)的电流密度下循环200圈后比容量还有690.58 m Ah g-1,相比于硅原料(Si)提高了280 m Ah g-1的比容量。在不同倍率分别为0.1 C,0.2 C,0.5 C,1 C,2 C的条件下,各个倍率都优于硅原料。特别是,在倍率为2 C的情况下,Si@HC的容量保持在553.66 m Ah g-1,Si的容量几乎为0。硬碳包覆不仅抑制了硅的体积膨胀,提高了循环性能,还在一定程度上提高了倍率性能。(2)采用金属辅助沉积法,在硅的表面沉积银颗粒,得到了硅/银复合材料(Si/Ag)。然后以酚醛树脂为硬碳源,将酚醛树脂与Si/Ag粉末按照质量比为1:15,使用乙醇高温挥发的方式混合。采用上述的方法得到硬碳包覆的硅-银材料(Si/Ag@HC)。经过电化学测试,在经过0.5 C的电流密度下循环200圈后容量还有997.51 m Ah g-1,相比于Si/Ag提高了350.48 m Ah g-1的比容量,是Si的2倍多,也高于Si@HC。由于Ag的加入,在0.1 C,0.2 C,0.5 C,1 C,2 C的不同倍率测试条件下,Si/Ag@HC具有优异的倍率性能。在电流密度为2 C时放电比容量还保持在639.16 m Ah g-1。这是因为表面银修饰与硬碳包覆共同作用,不仅有效的抑制体积膨胀,而且还极大地提高了硅的导电性从而提高了硅的电化学性能。
其他文献
<正>在当前经济发展背景下,商业综合体建筑已经成为城市发展象征,这项建筑内部采用了集约高效建设形式,融合了多种功能,在对建筑物进行设计时,要从消费群体角度对空间进行人性化设计,才能满足消费群体个性化要求。因此设计人员需要严格按照时代要求,结合建筑物使用需求,对商业综合体功能进行持续拓展,还要将人性化理念融合到设计各个环节中,进一步提高设计工作开展质量和效率,为后期实际运营和使用提供有效帮助。本文就
期刊
<正>浙江诚信包装有限公司近期成功研发SHRINFLEXR?-IPE热收缩膜,受到了市场好评。产品是以聚烯烃为主要原料,经过特殊改性,共挤吹膜而制成的一种高透明度、高光泽度、高收缩率的热收缩薄膜。相比PE收缩膜,可在维持原有包装效果的前提下,包材厚度减薄40~50%,且包装设备无需改动,可直接上机使用。
期刊
2022年,我国极端天气事件偏多,洪旱交叠、情势偏重,珠江、辽河等流域发生大洪水,珠江流域东江、韩江和长江流域发生严重气象水文干旱。面对严峻的汛情旱情,水利部始终把保障人民群众生命财产安全放在第一位,树牢底线思维、极限思维,坚持防汛和抗旱两手抓,落实“四预”措施,贯通“四情”防御,绷紧“四个链条”,科学精准调度水工程,抓实抓细各项防范应对措施。介绍了2022年全国汛情旱情特点、重点工作及成效,梳理
以文献和专利调研为基础,通过分析归纳,总结了无汞催化剂的研究现状,并对无汞催化剂的研究进展进行了展望,为无汞催化剂研究、开发和工业化应用提供参考。
目的:探讨胰岛素抵抗型多囊卵巢综合征先兆流产患者采用不同方案的价值。方法:选取2020年1月-2021年4月的70例胰岛素抵抗型多囊卵巢综合征先兆流产患者为研究对象,按随机数字表分为对照组和观察组各35例,对照组采用黄体酮+小剂量二甲双胍治疗,观察组在对照组基础上选用左归丸治疗,统计两组治疗效果、临床指标、不良妊娠结局。结果:治疗效果:观察组保胎成功率(91.43%)高于对照组(54.29%),流
大力推进铜陵铜文化智慧旅游建设,既能传承和弘扬优秀传统文化,又能促进铜陵市旅游业高质量发展。通过分析铜陵铜文化智慧旅游发展存在的问题,提出推动铜文化智慧旅游基础设施信息化改造、构建铜陵市智慧旅游服务平台、拓展铜文化智慧旅游项目、强化对智慧旅游服务的监管力度,以及提升旅游从业者的专业素质等对策,助力铜陵旅游业的转型升级。
2型糖尿病(T2DM)以持续性高血糖为主要特征,发病机制复杂。研究发现肠道菌群的紊乱可减少短链脂肪酸的生成、影响胆汁酸和支链氨基酸的正常代谢以及干扰脂多糖分泌等,从而诱发胰岛素抵抗以及慢性炎症,逐渐发展成为T2DM。多糖由十个及以上的单糖通过糖苷键连接而成,对肠道微生态具有积极的调节作用,可改善肠道菌群功能,维持肠道菌群平衡,改善T2DM肠道菌群紊乱引起的一系列代谢紊乱,从而减少胰岛素抵抗并达到控
国内经济快速发展的同时,能源需求不断增加,随着一系列环境问题的出现,绿色经济可持续发展已成为我国的重要议题,然而可再生能源企业作为绿色经济发展的主力军,因其项目存在初期资金投入大,收益期长等风险,面临着较大的融资约束,非效率投资现象较为普遍。基于此,我国出台了相应的绿色金融政策助力绿色产业发展,其中绿色信贷作为重要抓手,引导金融资源流向绿色产业,是金融手段和环境治理相结合的重要实践。故而研究绿色信
随着大数据的深入发展和大众旅游时代各类旅游需求的出现,智慧旅游发展日益备受重视。通过查阅文献资料、梳理智慧旅游概念,总结全国智慧旅游发展先进经验,分析安徽省在旅游发展现状、经济状况、交通区位、气候优势、智慧旅游配套设施等方面的优势,以及安徽省在智慧旅游发展层面的利好形势,如:大数据发展趋势、政策扶持、旅游发展新业态成功的智慧旅游发展模式等有利机遇,为安徽省智慧旅游发展提供参考思路。