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铝电解阳极炭渣球磨制备Si/C复合材料及其电化学性能研究 被引量:10
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作者 田忠良 龚培育 +3 位作者 辛鑫 杨凯 邓朝勇 银瑰 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期110-113,119,共5页
以危险固体废弃物铝电解阳极炭渣为碳源,采用机械球磨法制备了用于锂离子电池负极的Si/C复合材料,研究了球磨工艺参数对所得复合材料电化学性能的影响。通过XRD、SEM分析观察材料结构和形貌,循环伏安法和恒电流充放电测试表征Si/C复合... 以危险固体废弃物铝电解阳极炭渣为碳源,采用机械球磨法制备了用于锂离子电池负极的Si/C复合材料,研究了球磨工艺参数对所得复合材料电化学性能的影响。通过XRD、SEM分析观察材料结构和形貌,循环伏安法和恒电流充放电测试表征Si/C复合材料电化学性能。结果表明,球料比对所制备复合材料电化学性能影响不明显;延长球磨时间、提高球磨转速有利于提升材料循环稳定性和可逆比容量。最佳球磨工艺参数为:球料比5∶1,球磨时间25 h,球磨转速500 r/min。该条件下所得材料在120 mA/g的电流密度下循环100圈,容量保持在382.4 mAh/g。 展开更多
关键词 危险固体废弃物 阳极炭渣 si/c复合材料 球磨 锂离子电池 负极材料 硅碳负极
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锂离子电池Si/C复合负极材料的倍率性能研究进展 被引量:1
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作者 谭婷 梁帆 +6 位作者 杨乐之 习小明 涂飞跃 王力 陈涛 王双 彭青姣 《炭素技术》 CAS 北大核心 2024年第3期9-14,共6页
锂离子电池(LIBs)因具备寿命长、能量密度高、自放电率低等优点广泛应用于新能源电动汽车、移动电子设备、航天航空、清洁储能等领域。但传统的商业石墨负极材料的理论容量仅为372 mAh·g^(-1),已经无法满足对锂离子电池高容量的需... 锂离子电池(LIBs)因具备寿命长、能量密度高、自放电率低等优点广泛应用于新能源电动汽车、移动电子设备、航天航空、清洁储能等领域。但传统的商业石墨负极材料的理论容量仅为372 mAh·g^(-1),已经无法满足对锂离子电池高容量的需求。Si基负极材料具有高比容量(4200 mAh·g^(-1))、资源丰富、制备工艺简单等特点,被认为是替代石墨的理想负极材料。但是Si的导电性差,在充放电过程中存在巨大的体积效应限制了硅负极的发展。而Si/C复合负极材料能很好地综合两者的优势,形成结构稳定,导电性能好的负极材料。本文从Si/C复合负极材料倍率性能的影响因素、Si/C负极的改性进展以及解决方案等方面综述了Si/C复合负极材料的最新研究进展,以期为Si/C复合负极材料的设计提供新思路。 展开更多
关键词 锂离子电池 硅负极 负极材料 倍率性能 si/c复合材料
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Si/C复合电极的制备及电化学性能研究 被引量:1
3
作者 于凤斌 左朋建 +4 位作者 马玉林 郭俊 程新群 杜春雨 尹鸽平 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期123-129,共7页
由于Si/C复合材料具有较高的理论比容量和较好的循环稳定性而成为一种极具潜力的锂离子二次电池负极材料。但当Si/C复合材料电极较厚时,其在锂的嵌入脱出时的体积变化很明显,会直接导致材料的粉化,导电结构解体,进而导致容量迅速衰减。... 由于Si/C复合材料具有较高的理论比容量和较好的循环稳定性而成为一种极具潜力的锂离子二次电池负极材料。但当Si/C复合材料电极较厚时,其在锂的嵌入脱出时的体积变化很明显,会直接导致材料的粉化,导电结构解体,进而导致容量迅速衰减。同时还会造成电极活性物质利用率降低,首次容量较低等问题。而商品化的电极一般较厚,因此对Si/C电极厚度的研究变得十分重要。本研究中首先制备了Si/C复合材料,考察了不同电极厚度Si/C复合材料电极性能的变化规律,并通过调节黏结剂CMC与SBR配比、热处理和改换纳米管为导电剂等方法对厚电极性能进行改性。结果表明,当CMC:SBR=8:2时,厚电极性能最佳。同时,热处理和以纳米管为导电剂均可以改善厚电极的性能。 展开更多
关键词 锂离子电池 si c复合材料 负极材料 黏结剂 热处理 碳纳米管
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累托石镁热还原制备Si/C复合材料及其电化学性能 被引量:1
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作者 赵金卫 高益敏 +2 位作者 王哲 罗贤盛 余国贤 《江汉大学学报(自然科学版)》 2019年第6期485-492,共8页
以累托石为原料,通过镁热还原制备多孔单质硅,然后以葡萄糖为碳源进行热处理覆碳制备Si/C负极材料。采用XRD、BET、SEM、TG分析了镁热还原条件对材料结构的影响,利用电化学工作站和电池充放电测试系统考察了Si/C负极材料的电化学性能。... 以累托石为原料,通过镁热还原制备多孔单质硅,然后以葡萄糖为碳源进行热处理覆碳制备Si/C负极材料。采用XRD、BET、SEM、TG分析了镁热还原条件对材料结构的影响,利用电化学工作站和电池充放电测试系统考察了Si/C负极材料的电化学性能。研究表明,累托石镁热还原的多孔硅的孔容、平均孔径、硅含量对Si/C复合材料的电化学性能有重要影响。随着镁热还原过程中金属镁质量的增加,制备的Si/C负极材料的电化学性能先增加后降低,当累托石与金属镁质量比为1∶0.4时,制备的复合材料电化学性能最佳,在电流密度为0.1 A/g时,材料首圈比容量最高可达1120 mAh/g,循环200圈比容量仍能保持555 mAh/g。 展开更多
关键词 累托石 镁热还原 si/c复合材料 电化学性能
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化学气相沉积法制备Si/C复合负极材料的研究进展 被引量:1
5
作者 张瑛洁 刘洪兵 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期7-11,共5页
采用化学气相沉积法制备得到的硅/碳复合材料碳层致密均匀,电化学性能好,成为目前制备该复合材料应用较多的方法。介绍了化学气相沉积法制备的硅碳复合材料的主要复合形式及电化学性能,制备过程中不同催化剂、制备条件的选择等,综述了... 采用化学气相沉积法制备得到的硅/碳复合材料碳层致密均匀,电化学性能好,成为目前制备该复合材料应用较多的方法。介绍了化学气相沉积法制备的硅碳复合材料的主要复合形式及电化学性能,制备过程中不同催化剂、制备条件的选择等,综述了化学气相沉积法制备硅/碳复合材料的研究进展。对化学气相沉积法在制备硅/碳复合材料的研究方向上进行了展望、提出建议。 展开更多
关键词 化学气相沉积 硅/碳复合材料 催化剂 电化学性能
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基于正交试验制备(Ni_(x)Si+C)/Cu复合材料的冶金工艺优化研究
6
作者 秦岚 贾磊 +2 位作者 杨明芳 王文杰 姜丽萍 《材料保护》 CAS CSCD 2023年第2期77-86,共10页
为优化制备(Ni_(x)Si+C)/Cu复合材料粉末冶金的工艺参数,设计正交试验,分别研究了混料方式、烧结温度及烧结时间对(Ni_(x)Si+C)/Cu复合材料微观组织及力学性能的影响。结果表明:过低的混粉能量导致SiC不能均匀分散,反应后制备的复合材... 为优化制备(Ni_(x)Si+C)/Cu复合材料粉末冶金的工艺参数,设计正交试验,分别研究了混料方式、烧结温度及烧结时间对(Ni_(x)Si+C)/Cu复合材料微观组织及力学性能的影响。结果表明:过低的混粉能量导致SiC不能均匀分散,反应后制备的复合材料中粉末边界处存在未反应完全的SiC颗粒;过高的混粉能量导致粉末发生严重变形,加大烧结过程中元素的扩散能力,反应后制备的复合材料中粉末边界处Ni_(3)Si和C的混合物呈完整的网状结构;烧结温度的提高和烧结时间的增长,均造成所制备的复合材料粉末边界处析出的Ni_(3)Si数量增加和材料的致密度提高。除此之外,导电率和硬度均呈上升趋势。获得具有最佳导电率和硬度的(Ni_(x)Si+C)/Cu复合材料的冶金制备工艺参数组合为:振动混粉,球料比为1∶5的混料工艺,烧结温度950℃,烧结时间120 min。在该工艺条件下,验证了试样的致密度、导电率和维氏硬度,验证结果均大于正交试验所有的试样,为后续制备性能优异的(Ni_(x)Si+C)/Cu复合材料提供了重要的理论和实践参考依据。 展开更多
关键词 (Ni_(x)si+c)/cu复合材料 热压烧结 正交试验 冶金工艺 性能优化
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锂离子电池用高容量复合负极材料的研究进展 被引量:8
7
作者 黄家骏 李子坤 +3 位作者 杨书展 任建国 贺雪琴 黄健 《炭素技术》 CAS 北大核心 2019年第3期1-4,10,共5页
硅基复合材料因具有较高储锂特性而成为锂离子电池用高容量负极材料的首选。本文介绍目前常见的3类硅基复合负极材料:包覆型硅基负极材料、硅/炭复合负极材料、氧化亚硅复合负极材料。简述这几类材料各自的优势和区别,最后对硅基材料所... 硅基复合材料因具有较高储锂特性而成为锂离子电池用高容量负极材料的首选。本文介绍目前常见的3类硅基复合负极材料:包覆型硅基负极材料、硅/炭复合负极材料、氧化亚硅复合负极材料。简述这几类材料各自的优势和区别,最后对硅基材料所面临的现状进行分析,提出其未来的发展方向。 展开更多
关键词 包覆硅基材料 硅/炭复合材料 氧化亚硅复合材料 锂离子电池
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锂离子电池硅/碳复合负极材料的研究进展 被引量:7
8
作者 张瑛洁 刘洪兵 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期989-994,共6页
负极材料是制约锂离子电池发展的重要因素之一。硅/碳复合材料储锂容量高、循环稳定性好,是目前制备新型锂离子电池负极材料的研究热点。介绍了硅/碳复合材料的不同制备方法和复合结构以及优良的电化学性能,综述了硅/碳复合材料的研究进... 负极材料是制约锂离子电池发展的重要因素之一。硅/碳复合材料储锂容量高、循环稳定性好,是目前制备新型锂离子电池负极材料的研究热点。介绍了硅/碳复合材料的不同制备方法和复合结构以及优良的电化学性能,综述了硅/碳复合材料的研究进展,并对未来的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 锂离子电池 硅/碳复合材料 制备方法 复合结构 电化学性能
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硅/碳复合负极材料在18650型锂离子电池中的应用 被引量:4
9
作者 刘文刚 张仰慧 +2 位作者 王晓丹 高俊奎 刘兴江 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期20-23,共4页
在研究硅/碳复合负极材料和人造石墨负极材料混合负极的比容量与电极膨胀率之间的变化关系的基础上,通过配方优化,成功制作了硅/碳复合负极材料与人造石墨负极材料混合负极的18650型锂离子电池。采用扫描电子显微镜法(SEM)、电化学交流... 在研究硅/碳复合负极材料和人造石墨负极材料混合负极的比容量与电极膨胀率之间的变化关系的基础上,通过配方优化,成功制作了硅/碳复合负极材料与人造石墨负极材料混合负极的18650型锂离子电池。采用扫描电子显微镜法(SEM)、电化学交流阻抗频谱(EIS)等技术,分析了循环前后负极的变化,研究了氟代碳酸乙烯酯(FEC)添加剂对电池性能的影响。结果表明:FEC加入量较高时,可与硅负极材料形成更加稳定的SEI膜,抑制负极材料的粉化,电池180次循环后,容量保持率达到71.3%,循环性能得到显著提高。 展开更多
关键词 碳复合负极材料 锂离子电池 FEc
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锂离子电池用硅基负极材料研究进展 被引量:3
10
作者 方锐 李子坤 +2 位作者 周豪杰 任建国 贺雪琴 《炭素技术》 CAS 北大核心 2021年第2期1-5,11,共6页
硅基负极材料由于出色的储锂容量被认为是最有潜力的锂离子负极材料,但其较差的电导率及脱嵌锂过程中巨大的体积变化导致其循环稳定性较差。本文概述了硅/炭复合负极材料和氧化亚硅复合负极材料的改性方法及研究进展,及其预锂化技术、... 硅基负极材料由于出色的储锂容量被认为是最有潜力的锂离子负极材料,但其较差的电导率及脱嵌锂过程中巨大的体积变化导致其循环稳定性较差。本文概述了硅/炭复合负极材料和氧化亚硅复合负极材料的改性方法及研究进展,及其预锂化技术、黏结剂、电解液及添加剂研究等,并对硅基负极的研究现状进行总结及展望。 展开更多
关键词 硅/炭复合材料 预锂化技术 锂离子电池
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锂离子电池Si/C复合负极材料研究进展 被引量:2
11
作者 刘传永 彭瑛 刘建华 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1059-1061,1068,共4页
硅和碳复合成锂离子电池复合负极材料,不但解决了碳容量低和硅体积效应大的问题,而且得到综合了碳循环性好和硅容量高特点的负极材料。综述了Si/C复合材料的类型和制备方法,提出了Si/C复合材料未来发展方向。
关键词 si c复合材料 类型 制备
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硅碳复合负极材料的制备及电化学性能研究 被引量:2
12
作者 吴昊 肖方明 +2 位作者 王英 唐仁衡 周荣锋 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期941-943,共3页
采用机械球磨和喷雾干燥-热解法制备Si/C复合负极材料。通过XRD、SEM和恒流充放电测试对材料的结构、形貌和电化学性能进行表征。结果表明:具有碳包覆结构的Si/C复合材料颗粒形貌近似球形。在100 m A/g的电流密度下充放电,首次放电比容... 采用机械球磨和喷雾干燥-热解法制备Si/C复合负极材料。通过XRD、SEM和恒流充放电测试对材料的结构、形貌和电化学性能进行表征。结果表明:具有碳包覆结构的Si/C复合材料颗粒形貌近似球形。在100 m A/g的电流密度下充放电,首次放电比容量达到648.1 m Ah/g,首次充放电效率为77.2%,循环30周后,可逆比容量为528 m Ah/g。 展开更多
关键词 锂离子电池 si/c负极材料 碳包覆 喷雾干燥 电化学性能
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热解温度对锂离子电池Si/C复合负极材料性能的影响 被引量:1
13
作者 王英 肖志平 +3 位作者 肖方明 彭果戈 唐仁衡 孙泰 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第18期9-12,共4页
以酚醛树脂为碳源,采用球磨-热解工艺制备了一系列Si/C复合负极材料,通过XRD、SEM、恒流充放电等测试方法,研究了热解温度对复合材料结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明,前驱物经不同的热分解温度得到的复合负极材料,其衍射峰基本... 以酚醛树脂为碳源,采用球磨-热解工艺制备了一系列Si/C复合负极材料,通过XRD、SEM、恒流充放电等测试方法,研究了热解温度对复合材料结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明,前驱物经不同的热分解温度得到的复合负极材料,其衍射峰基本与原料硅和石墨的衍射峰相符。随着热分解温度的升高,硅颗粒的分散性得到改善,并与石墨及无定形碳层交错起来形成微孔结构,直接对复合材料的电化学性能产生较大的影响。当热分解温度为1000℃时,合成的Si/C复合负极材料综合电化学性能较好,首次充放电效率可以达到73.1%,以100mA/g放电,循环100周后容量保持率为89.7%,以200mA/g放电,循环100周后容量保持率仍可以达到87.8%。 展开更多
关键词 锂离子电池 si/c复合负极材料 热解温度 电化学性能
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硅/碳复合负极极片的退火改性 被引量:1
14
作者 苏明如 刘帅 +1 位作者 万华丰 刘云建 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期109-112,共4页
通过机械球磨-高温热解法制备硅/碳复合负极材料,对电极进行改性,研究低温退火处理对极片性能的影响。改性前后,材料的结构没有太大的改变,而电极的稳定性得到增强,硅/碳复合材料的电化学性能得到改善。在0.01~2.00V充放电,当电流为100m... 通过机械球磨-高温热解法制备硅/碳复合负极材料,对电极进行改性,研究低温退火处理对极片性能的影响。改性前后,材料的结构没有太大的改变,而电极的稳定性得到增强,硅/碳复合材料的电化学性能得到改善。在0.01~2.00V充放电,当电流为100mA/g时,改性前后材料的首次充电比容量分别为743.7mAh/g和712.3mAh/g,首次库仑效率分别为59.2%和62.9%,第50次循环的容量保持率分别为76.5%和85.8%;当电流为200mA/g时,改性后的电极首次可逆比容量为673.3mAh/g,高于改性前电极的466.4mAh/g;第100次循环时,改性后的电极可逆比容量为541.6mAh/g,高于改性前电极的438.8mA/g。 展开更多
关键词 锂离子电池 si/c复合负极材料 低温退火处理 电化学性能
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喷雾压力对Si/C复合负极材料结构和性能的影响 被引量:1
15
作者 吴昊 唐仁衡 +2 位作者 王英 肖方明 周荣锋 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1095-1097,共3页
通过机械球磨和喷雾干燥-热解法制得Si/C复合负极材料,借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学性能测试等手段,研究了工艺参数喷雾压力对合成材料结构、形貌和性能的影响。结果表明:喷雾压力为0.25 MPa所制得的Si/C复合材料具有较... 通过机械球磨和喷雾干燥-热解法制得Si/C复合负极材料,借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学性能测试等手段,研究了工艺参数喷雾压力对合成材料结构、形貌和性能的影响。结果表明:喷雾压力为0.25 MPa所制得的Si/C复合材料具有较优的综合电化学性能,当电流密度为100 mA/g时充放电,首次放电比容量可以达到687.0mAh/g,首次充放电效率为78.2%;30周循环后的放电比容量仍有619.8 mAh/g,容量保持率达到90.2%。 展开更多
关键词 锂离子电池 si/c复合负极材料 喷雾干燥热解法 喷雾压力 电化学性能
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有机碳源包覆硅碳复合负极材料改性研究
16
作者 王兴蔚 侯佼 +4 位作者 贺超 孙永林 张正国 王北平 侯春平 《石油化工应用》 CAS 2020年第10期102-106,111,共6页
以羧甲基纤维素、葡萄糖、聚乙二醇、土豆淀粉和酚醛树脂为不同有机碳源包覆剂,天然石墨和纳米硅粉为原料,经湿法混合、雾化造粒和高温热处理制备得到不同有机碳源包覆改性的硅碳复合负极材料。对样品进行SEM、比表面积、振实密度和电... 以羧甲基纤维素、葡萄糖、聚乙二醇、土豆淀粉和酚醛树脂为不同有机碳源包覆剂,天然石墨和纳米硅粉为原料,经湿法混合、雾化造粒和高温热处理制备得到不同有机碳源包覆改性的硅碳复合负极材料。对样品进行SEM、比表面积、振实密度和电化学性能等表征及测试,结果表明由酚醛树脂包覆改性样品BSC-PF的表面无定形碳包覆结构最为完全且致密,具有更高的可逆比容量和良好的倍率及循环性能,0.5 C倍率下循环28周后,材料比容量稳定在380.0 mAh/g以上。 展开更多
关键词 锂离子电池 硅碳复合负极材料 有机碳源 包覆改性 电化学性能
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Si/AG/C复合负极材料的制备及性能研究 被引量:1
17
作者 刘传永 薛建军 +2 位作者 李娟 肖利 刘建华 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1233-1236,共4页
以硅、人造石墨和蔗糖为原料。通过高温裂解法制备了硅/石墨/碳复合材料作为锂离子电池负极材料。用扫描电子显微镜法(SEM)和X射线衍射光谱法(XRD)分析材料的形貌和结构。复合材料制备成电极后,通过恒流充放电、循环伏安(CV)... 以硅、人造石墨和蔗糖为原料。通过高温裂解法制备了硅/石墨/碳复合材料作为锂离子电池负极材料。用扫描电子显微镜法(SEM)和X射线衍射光谱法(XRD)分析材料的形貌和结构。复合材料制备成电极后,通过恒流充放电、循环伏安(CV)和电化学交流阻抗频谱(EIS)测试其电化学性能。结果表明:裂解碳将石墨和硅紧密包裹,高温后硅和石墨仍为晶体结构;在600-900℃,复合材料脱锂比容量随温度升高而增加。首次脱锂比容量在1000~1100mAh/g。复合材料循环40次后比容量保持在418-543mAh/g。紧箍包裹结构的硅/石墨/碳复合材料兼有石墨循环性好和硅容量高的特点。 展开更多
关键词 石墨 碳复合材料 循环性能 电化学性能
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