热压制备碳基锂离子电池阳极材料及表征

摘要

锂离子电池具有高的工作电压、宽的温度应用范围、低的自放电率和环境友好型等优势，自商业化以来得到了迅速的发展，并且已广泛应用于便携式电子产品中。锂离子电池作为一个复杂的储能体系，其电化学性能受到诸多因素影响，例如电极材料、电解液、隔膜和封装技术等等。但目前普遍认为锂离子电池的电极材料对锂离子电池性能起着决定性的作用。近年来，伴随着电动汽车等大型设备的发展，对锂离子电池的功率密度和能量密度提出了更高的要求。当前商业化的锂离子电池阳极材料主要为石墨，其理论容量为372mAhg-1，已不能满足市场的需求。因此，设计和制备高性能的锂离子电池用碳基阳极材料具有重要的意义和应用价值。
　　本论文以金刚烷粉体为前驱体，采用热压烧结技术进行了新型碳材料的合成并对其形貌、结构及电化学性能进行了研究，主要包括以下两个方面：
　　（1）在热压烧结条件下，系统研究了温度、压力和升温速率对碳材料形貌的影响；通过对不同条件下碳材料的表征，研究了温度、压力和升温速率对碳材料结构的影响机制。
　　（2）对所获得的碳材料进行了电化学性能进行测试。半电池的结果表明，首次充放电过程存在较高的不可逆容量的损失，在之后的充放电过程中，该材料具有良好的循环性能。在50mAg-1电流密度下运行200圈之后，该电池依然保有686mAhg-1的比容量。在电流密度2000mAg-1下仍具有221mAhg-1的比容量，且具有较高的倍率性。
　　我们提出的采用热压烧结制备碳材料的方法，手段简单，绿色环保，并可工业化生产。更为重要的是，有可能替代成本较高的MCMB材料。除此之外，这种碳材料除了可以成为电极材料以外，还可以作为吸附材料、润滑剂材料使用。

目录

声明

第１章 绪 论

1.1 锂离子电池

1.1.1锂离子电池简介

1.1.2 锂离子电池的优势和工作原理

1.1.3 锂离子电池正极材料研究进展

1.1.4碳阳极材料的研究进展

1.1.5 常规的热压烧结在碳材料合成中的应用

1.2新型的热压烧结合成技术

1.2.1国产铰链式六面顶液压机

1.2.2压力和温度的标定

1.2.3传压保温介质

1.2.4新型的热压烧结制备碳材料的优势

1.3选题思路与意义

第二章 碳材料热压烧结的制备及表征

2.1前言

2.2碳材料热压烧结下的制备

2.2.1实验药品与仪器

2.2.2实验步骤

2.3碳材料热压烧结下的表征

2.3.1热压烧结制备的碳材料XRD分析

2.3.2热压烧结制备的碳材料FT-IR分析

2.3.3热压烧结碳材料拉曼分析

2.3.4热压烧结制备的碳材料SEM分析

2.3.5热压烧结制备的碳材料TEM分析

2.3.6热压烧结制备的碳材料氮气吸附测试

2.4本章小结

第三章 热压烧结制备的碳材料电化学性能研究

3.1引言

3.2电极片的制作及电池的组装

3.2.1实验药品与仪器

3.2.2实验步骤：

3.3 热压烧结碳材料恒流充放电性能测试

3.4本章小结

第四章 结论与展望

致谢

参考文献