高容量硅碳復合材料的制備及應用研究.pdf

1、本文通過煤焦油瀝青高溫熱解碳包硅的方法制備了硅碳復合材料，采用XRD和SEM測試分析材料的結構和形貌，并對其電化學性能進行了研究。
　　采用將石墨進行球磨再制備硅碳復合材料的方法提高了復合材料的首次充放電效率和循環(huán)性能。石墨預先球磨后制備的復合材料首次嵌鋰比容量為864.6mAh·g-1，首次脫鋰比容量為695.7mAh·g-1，首次充放電效率達到80.5％，80次循環(huán)后的比容量為263.1mAh·g-1；而未經(jīng)過球磨的石墨與硅和

2、瀝青制備的復合材料其首次嵌鋰比容量為860.5mAh·g-1，首次脫鋰比容量為637.9mAh·g-1，首次充放電效率僅為72.5%，80次循環(huán)后的比容量為191.7mAh·g-1。
　　降低復合材料中硅的含量可以顯著提高其循環(huán)穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)Si、石墨、瀝青熱解碳質(zhì)量百分比為20%：40%：40%的復合材料40次循環(huán)后的容量保持率為57.5%，而Si、石墨、瀝青熱解碳質(zhì)量百分比為25%：25%：50%的復合材料40次后的容量保持

3、率僅為47.9%。
　　采用適合水性配料體系的石墨制備了硅含量為20%的復合材料，采用水性體系配制漿料，發(fā)現(xiàn)100次循環(huán)后，復合材料容量保持率在62%以上。研究對比了采用水性體系和油性體系配制漿料對復合材料循環(huán)穩(wěn)定性的影響。經(jīng)過40次循環(huán)后，水性體系比容量由首次729.7mAh·g-1降低到594.4mAh·g-1，容量保持率為80.3%；而采用油性體系比容量由首次744.3mAh·g-1降低到441.0mAh·g-1，容量保持率