改性天然石墨的嵌-脫鋰性能及嵌鋰過程動(dòng)力學(xué)的研究.pdf

1、中南大學(xué)博士學(xué)位論文改性天然石墨的嵌脫鋰性能及嵌鋰過程動(dòng)力學(xué)的研究姓名：周向陽(yáng)申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：有色金屬冶金指導(dǎo)教師：劉業(yè)翔胡國(guó)榮20020601中南大學(xué)博士學(xué)位論文中文摘要的循環(huán)特性；在天然石墨表面沉積上的Ag、Cu、Ni，能有效阻止溶劑化鋰離子嵌入，維持石墨結(jié)構(gòu)在嵌／脫鋰過程中的穩(wěn)定性；這些高電導(dǎo)率金屬的摻入，可以降低大電流充、放電時(shí)的極化作用，提高嵌／脫鋰容量。金屬化合物CuO、TiB2改善大電流性能的機(jī)理與金屬的不相同，金

2、屬化合物的摻入可能能夠催化鋰離子與溶劑分子的分離，提高鋰離子在電解質(zhì)溶液／電極界面上的傳輸速率，從而改善大電流下的電化學(xué)嵌／脫鋰性能，但該機(jī)理還有待進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。通過研究，得出了一個(gè)能制備具有良好大電流充、放電性能的NFG基復(fù)合材料的工藝II。該工藝為：經(jīng)工藝I處理后的復(fù)合材料再進(jìn)行化學(xué)鍍Ag處理。通過工藝II處理后的復(fù)合材料在模擬電池Carbon／1m01L“LiPF6／ECDMC(I：1)／Li中以300mA／g的電流密度充、

3、放電時(shí)，有272mAh／g的第一次脫嵌容量和82％的第一次循環(huán)效率，循環(huán)20周容量幾乎沒有衰減，仍然有266mAh／g：當(dāng)用物理混合的方法在復(fù)合材料中摻入金屬Zn粉替代化學(xué)鍍Ag時(shí)，同樣提高了復(fù)合石墨材料的大電流循環(huán)性能，因此用zn粉替代化學(xué)鍍Ag制備復(fù)含材料的工藝具有良好的產(chǎn)業(yè)化前景。用交流阻抗法研究了鋰離子在純天然石墨樣品JDA、用工藝I制備的樣品JDB、以及用工藝II制備的樣品JDC三種炭陽(yáng)極材料中的嵌鋰過程動(dòng)力學(xué)。用工藝Ⅱ所制備