硅粉末及銅硅混合粉末冷噴涂基板時沉積特性的實驗研究.pdf

1、硅材料因其具有目前已知的最高的理論比容量（4200mAh/g）和較高的嵌鋰電位（0.2V）,有望成為替代石墨的新型鋰離子電池負極材料。然而，硅負極在充放電過程中會出現(xiàn)劇烈的體積效應（300％），會造成硅顆粒破碎粉化，使得硅負極與集流體之間失去電接觸，從而導致電池失去活性。并且硅本身電導率不高，倍率性能不佳，這會嚴重影響硅材料作為鋰離子電池負極材料的應用。提高鋰離子電池中荷電保持的能力成了鋰離子電池研究中需要突破的關鍵性問題。利用新型粘結

2、劑，正極材料等也可提高電池循環(huán)性能，但出于大規(guī)模應用來考慮，制備具有納米結構的硅基復合材料具有最大的發(fā)展?jié)摿?。目前大多?shù)實驗室研究制備硅基復合材料的方法成本昂貴，制作復雜，因此，發(fā)展一種簡單的，低成本，均勻的將納米結構硅基材料與集流體結合的方法，是開發(fā)新型硅基電極的重點工作。冷噴涂方法即是這樣一種簡便，經濟的硅基負極電池制備的方法。
　　07年日本學者曾嘗試過用低壓冷噴涂的方法制備硅基負極材料，表現(xiàn)出了很好的循環(huán)性能,但缺少對于制

3、備過程中涂層形成的機理的研究。本論文主要通過實驗方法來探究冷噴涂制備硅基負極材料過程中的沉積特性，為冷噴涂制備鋰離子硅基負極電池提供理論參考。首先用自制的高壓冷噴涂設備將硅或銅硅混合粉末在不同的氣體參數(shù)、噴涂道次（噴涂了幾道次即是指反復噴涂了幾次）、顆粒粒徑、基板材質時噴涂在基板上，然后通過后處理得到涂層斷面，再利用掃描電鏡觀察涂層表面和斷面形貌特征，用電鏡自帶的能譜分析儀和X射線衍射儀對涂層結構進行分析，提出了影響涂層結構的主要因素。