【摘 要】
:
硅/石墨复合负极材料作为最具有希望成为新一代高能量密度和长循环寿命锂离子电池负极材料而被广泛研究,但是简单的将硅石墨复合容易使硅直接暴露在电解液中而引起许多副反应,而且纳米硅难于均匀稳定的分散在石墨上,容易团聚在一起发生电化学“烧结”现象,为此常常以沥青作为碳源进行最外层的碳包覆。本文以商业化人造石墨和纳米硅为原材料,以沥青作为碳源,利用不同的复合混料方式使得纳米硅较为均匀的分散在人造石墨并被沥青
论文部分内容阅读
硅/石墨复合负极材料作为最具有希望成为新一代高能量密度和长循环寿命锂离子电池负极材料而被广泛研究,但是简单的将硅石墨复合容易使硅直接暴露在电解液中而引起许多副反应,而且纳米硅难于均匀稳定的分散在石墨上,容易团聚在一起发生电化学“烧结”现象,为此常常以沥青作为碳源进行最外层的碳包覆。本文以商业化人造石墨和纳米硅为原材料,以沥青作为碳源,利用不同的复合混料方式使得纳米硅较为均匀的分散在人造石墨并被沥青裂解后的碳源所包覆,从而制备出高克容量、长循环寿命、可商业化生产的Si/G/C(硅/石墨/碳)复合负极材料。同时在此基础上通过掺杂不同比例的碳纳米管材料以及通过喷雾干燥方法对材料进行表面形貌改性,以制备可商业化的硅碳材料产品。具体内容如下:(1)研究了不同混料方式对材料性能的影响,通过三种不同组合(球磨机+高效混合改性机(VCH),滚筒机+VCH,高效振实融合包覆机(VSH)+VCH)混料方式对硅-石墨-碳复合材料进行了制备并测试了产品性能,最终确认为VSH+VCH为最优混料组合方式,其制备出来的Si/G/C复合材料性能最为优异,产品的首次充电比容量为432.6 m Ah/g,循环50圈后容量保持率为97.46%。(2)研究了不同比例碳纳米管掺杂对Si/G/C复合材料性能的影响,分别制备了外掺比例为0.5%,1.0%,1.5%等不同比例碳纳米管掺杂的复合材料,并以其为负极材料制备成软包全电池测试其性能。随着碳纳米管比例的增加,材料的循环稳定性先上升后减小,外掺0.5%CNT材料所制备出来的复合材料电性能最为优异,其首次充/放电容量分别为1661.9/1403.2 m Ah,首次库伦效率为84.43%。在1 C(1C=1400 m Ah)电流密度下循环300圈后放电容量为1067.7m Ah,容量保持率为76.09%。(3)研究了喷雾干燥方式对材料形貌及性能的影响,通过喷雾干燥方法制备出了多孔球状改性硅,其首次充电比容量高达2061.5 m Ah/g,首效为88.42%,循环50圈后容量保持率为72.95%,且下降趋势趋于平稳。再将其与人造石墨、沥青、碳纳米管进行混合制备成Si/G/C复合材料,并以其为负极材料制备成软包全电池并测试其性能,其首次充/放电容量分别为1747.4/1418.8 m Ah,首效为81.20%,在1 C电流密度下循环300圈后仍为1107 m Ah,容量保持率为78.02%,材料循环稳定性能相对于未改性材料有大幅的提升。
其他文献
近年来,有机-无机杂化钙钛矿材料凭借其优异的光电特性以及低成本的加工方式而成为研究热点。目前,钙钛矿太阳能电池的认证光电转换效率最高已达到25.5%,在器件性能上已经可与传统硅基太阳能电池相媲美。其中,以无机材料氧化镍为空穴传输层,富勒烯衍生物为电子传输层的反向平面结构钙钛矿太阳能电池以其可低温溶液法制备、工艺简单等优势,受到研究人员的关注。在该类钙钛矿太阳能电池器件中存在两个非常重要的界面:氧化
有机无机杂化钙钛矿太阳电池(PVSCs)因其优异的光电性能和低成本的溶液工艺,具有良好的市场竞争力和商业前景。经过十几年的深入研究,PVSCs能量转换效率(PCE)已成功提升至25.5%,使其能够与目前占据市场主导地位的硅基太阳能电池相媲美。然而,传统铅基钙钛矿的生物毒性带来的环境污染以及在水、氧、热和光等外界条件下的不稳定性,使其难以被大规模的商业化应用。钙钛矿薄膜的结晶对整个器件的PCE及稳定
多孔介质内的流动传热现象广泛存在于自然界和工程技术领域,大到气流运动、降水的形成,小到室内空间换热、电子元器件散热和太阳能接收器储能等都涉及到流体的流动传热问题,开展多孔介质方腔内流体流动传热的机理研究尤为重要。格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)是一种基于动理学的介观尺度数值模拟方法,能够很简洁的处理流体流动换热问题,易于构建复杂的几何边界结构,同时具有异
近年来,环境污染日益严峻,电动汽车作为一种新能源汽车,在缓解能源短缺、减轻环境污染方面具有较大的优势,但随着电动汽车的广泛应用,用户无序的充电行为会干扰配电网的稳定运行。因此为了促进电动汽车与配电网的协调发展,需要分析电动汽车充电对配电网造成的影响并制定相应的策略引导电动汽车有序充电。本文的研究内容总结如下。首先分析了电动汽车充电负荷特性、车辆充电方式及用户的行为习惯对电动汽车充电负荷的影响,采用
制冷剂R22的臭氧层消耗潜能值(ODP)不为零且温室效应潜能值(GWP)较高,在日益严格的环保法规推动下,寻找替代R22的制冷剂成为热泵空调领域的研究热点。R1234ze(E)的ODP为零且GWP仅为6,具有优良的环保性能,但其热物理性质并不理想,在R1234ze(E)中掺混其他制冷剂单质组成二元混合工质来改善R1234ze(E)在热物性方面的缺陷是一个可行的思路。目前有关含R1234ze(E)二
共享铁塔是在输电铁塔上加装通信平台,通信平台用于安装无线通讯设备,实现通信与输电共用的功能,节约杆塔资源。在输电铁塔上加装通信平台后对塔身强度会有一定的影响,且通信平台与输电铁塔塔身的连接形式目前还没有完备的设计计算规范,开展这些方面的研究工作具有理论上的探索意义与工程上的实际应用价值。论文以广泛使用的220KV输电线路2E2-SZ2直线塔型为研究对象,详细分析计算了共享铁塔的风荷载、覆冰荷载等控
梁柱节点是预制装配式混凝土框架结构体系中重要的组成部分,一般承受压弯剪耦合作用,受力复杂。节点及附近区包括预制部分、现浇部分以及竖向和水平接缝,构造复杂。梁柱节点性能的好坏对于整个预制装配式结构性能至关重要。对此,本文在节点区采用钢纤维混凝土代替普通混凝土,利用钢纤维混凝土优良的抗拉、抗折、抗剪性能,提高节点的力学性能。同时,根据预制混凝土构件自身的特点,研究带水平和竖向预制接缝的构件的弯剪性能,
柴油机作为工业机械的主要配套动力装置,广泛应用于柴油汽车、农业机械和工程机械等领域。随着工业发展,柴油机对能源需求量不断提升,造成的环境污染也愈发严重。近年来,节能和排放的法规要求日益严格,我国对能源的使用朝着减碳和多元化方向发展,但在未来可预测的二十多年时间内柴油机依然会在动力装置市场占有较高份额,因此柴油机仍需要不断提高其技术水平以满足各项需求。喷油嘴作为影响柴油机混合气燃烧的重要上游边界,研
众所周知,血吸虫是一种影响人类健康最为严重的寄生虫之一,钉螺是其主要的中间宿主,鄱阳湖独特的气候条件和地理环境为钉螺提供了良好的生长条件,钉螺肆意生长,这使得鄱阳湖流域成为中国血吸虫病最严重的地区之一。近年来,氯硝柳胺(Niclosamide,NCL)作为一种灭螺剂被大量地投入到湖滩草地的灭螺工作中,多余的氯硝柳胺一部分在环境中被自然降解成中间产物,另一部分则残留于底泥或土壤中。残留在环境中的氯硝
随着我国经济的增长和城市化的快速发展,餐厨垃圾污染逐渐成为影响人类健康的主要环境因素之一。餐厨垃圾具有含水率高、有机物含量丰富、易腐烂变质等特点,若不妥善处理容易对环境造成污染,威胁居民健康。此外,家庭餐厨垃圾的收集、运输成本过高,若能在家庭内部对餐厨垃圾进行好氧堆肥减量化处理,可以有效降低处理的成本、节约人力,餐厨垃圾堆肥的产物还可以用于植物种植。本研究以南昌大学食堂的餐厨垃圾为实验对象,将收集