基于等离子体制备的硅基锂电池负极材料及其电化学性能研究

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基于等离子体制备的硅基锂电池负极材料及其电化学性能研究
锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、安全可靠等优点,广泛应用在便携式电子设备中,并逐渐向电动汽车、新能源储能领域拓展。新能源汽车等行业的快速发展对锂离子电池的能量密度提出了更高的要求。
目前商业用的负极石墨具有较低的理论比容量(372 mA h g-1),己很难满足锂电池对能量与功率密度日益增长的要求。硅的理论储锂容量为4200 mA h g-1,电压平台适中,有望成为新型锂离子电池的负极材料。
然而,硅电导性差且充放电过程中伴随着巨大的体积效应,易造成容量很快衰减,这些缺点严重限制了其商业化应用。针对以上问题,本论文开展了等离子体制备高分散纳米硅及其在锂离子电池负极应用的研究。
主要研究内容如下：(1)采用热等离子体法制备了粒径分布在50～100 nm、形貌可控、分散性良好的零维纳米硅球(OD-SiNS),其在溶液和树脂中均保持均匀分散。通过热力学和生长动力学分析反应因素对晶体形貌和粒径大小的影响规律,认为等离子体中硅晶体的生长遵循气固成核机理：晶体生成包括过饱和、成核和生长三个阶段。
在生长阶段,通入冷却气,提高冷却速率有利 ...

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关键词：等离子体 锂电池 等离子 电化学 锂离子电池