熔鹽電化學(xué)沉積碳材料及其作為鋰離子電池負(fù)極材料的研究.pdf

1、本論文以KCl-LiCl共晶混合熔鹽為反應(yīng)介質(zhì)，以K2CO3為碳源，采用熔鹽電化學(xué)方法在304不銹鋼網(wǎng)基體上沉積碳功能材料，通過對(duì)基體氧化及電脫氧預(yù)處理工藝增強(qiáng)碳材料與基體的結(jié)合能力。利用SEM對(duì)經(jīng)不同氧化、電脫氧預(yù)處理?xiàng)l件的不銹鋼網(wǎng)基體表面，在不同的沉碳時(shí)間下所沉積碳材料的表面形貌進(jìn)行表征。使用XRD、Raman光譜、EDS等檢測(cè)手段，系統(tǒng)地研究了不同預(yù)處理?xiàng)l件及沉碳條件下，電化學(xué)沉積碳材料的厚度、物相結(jié)構(gòu)和元素組成的變化;以所制備的

2、沉積碳/不銹鋼網(wǎng)復(fù)合材料作為鋰離子電池的負(fù)極，通過循環(huán)伏安法、電化學(xué)阻抗譜及l(fā)and電池測(cè)試系統(tǒng)，考察了電極材料的電化學(xué)性能及電池的容量性能和循環(huán)性能等。
　　結(jié)果表明熔鹽電化學(xué)法沉積的碳材料是具有無(wú)定形及石墨微晶結(jié)構(gòu)的碳功能材料，且C-C鍵合以sp2雜化方式為主。由Raman光譜可知沉積碳材料的結(jié)構(gòu)中存在六角碳環(huán)，且D峰和G峰的峰位變化說(shuō)明碳材料存在sp2鍵角混亂度及sp2束尺寸的變化。SEM分析得到了碳材料顆粒尺寸為1-3μm

3、，碳層厚度為2-3μm。此外，氧化及電脫氧預(yù)處理工藝提高了基體與碳材料之間的結(jié)合能力，未經(jīng)氧化和電脫氧預(yù)處理的基體不易沉碳。以碳/不銹鋼網(wǎng)復(fù)合電極為負(fù)極的鋰離子電池表現(xiàn)出良好的容量性能和循環(huán)性能，并具有很高的庫(kù)侖效率，電池經(jīng)活化后各循環(huán)的庫(kù)侖效率都在97％以上。經(jīng)30次充放電后，電極材料的保留容量可達(dá)350mAhg-1以上。電池具有非常高的首次放電容量，充放電曲線的充放電平臺(tái)不明顯，但此類型特征曲線有助于剩余容量的檢測(cè)。以沉積碳作為電池