论文部分内容阅读
随着电子产品与新能源汽车的迅速发展,人们对于储能设备提出了更高、更苛刻的要求。随着化石能源的减少和环境污染的日益加重,当今社会能源危机和环境问题日益凸显,新型洁净能源以及能量的储存已经成为人们研究的热点。这就对锂离子电池的电化学性能（包括循环寿命、倍率性能等）提出了更高的要求。由于过渡金属氧化物和硅具有相对较高的理论容量,所以经常被作为下一代锂离子电池的负极材料,但其中也有一些问题出现,严重影响其电化学性能。本文利用碳基网络结构导电性和结构稳定性良好的特点,制备出电化学性能良好的新型锂离子电池负极材料。过渡金属钴的氧化物（CoO、Co2O3、Co3O4）具有较高的理论容量（890m Ah/g）、环境友好、资源储量丰富等特点,使其在锂离子电池负极材料的应用中得到了很广泛的关注,本文提出了制备承载在镍箔表面的氧化钴-碳复合涂层的刮涂和煅烧工艺,并深入研究了该复合涂层的电化学性能。将硝酸镍、聚丙烯腈（PAN）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的二甲基甲酰胺（DMF）溶液涂覆在镍箔表面,然后进行真空煅烧,能得到具有三维网络结构的氧化钴-碳复合涂层。该复合涂层在100 m A/g的电流密度下循环100圈后的容量为1003m Ah/g,并且在循环过程中容量保持良好。在2000m A/g的高电流密度,该复合涂层的仍然保持774m Ah/g的容量。Si具有最高的理论容量（4200m Ah/g）,是最具应用前景的新型锂离子电池负极材料。然而Si在充放电循环过程中容量衰减很快。将Si与导电性良好的碳复合是解决上述问题的有效方法之一。本文将包含Si粉、聚丙烯腈（PAN）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和聚乙二醇（PEG）的二甲基甲酰胺（DMF）悬浮液涂覆在铜箔表面,然后进行真空煅烧,能得到具有三维网络结构的硅-碳复合涂层。该复合涂层在100m A/g的电流密度下循环100圈后的容量为1429m Ah/g,并且在循环过程中容量保持良好。在2000m A/g的高电流密度下,该复合涂层的仍然保持677m Ah/g的容量。本文采用刮涂工艺以及随后的真空煅烧工艺制备具有三维网络结构的碳基复合涂层。该制备技术具有操作简单、能大量制备等特点,制备出来的氧化钴-碳复合涂层和硅-碳复合涂层具有良好的电池性能,因此本文开发的技术和负极材料具有进一步产业化推广的意义。