si基纳米复合微球的构建及其储锂性能研究

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1、学校化号１０５３２学号Ｓ１３１３Ｖ分类号Ｔ０１５密级公开，戀ＨＵＮＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ工程硕±学位论文Ｓｉ基纳米复合微球的构建及其储键性能研究学位申请人姓名王津德培养单位材料科学与工巧举院导师姓名及职称陈小华教授沈裕军高工学科专业材料工程研究方向先进炭材料及复合材料２０＇１６年６月８日论文提交日期学校代号：１０５３２学号：Ｓ１３１３Ｗ１０４５密级：公开湖南大学硕±学位论文Ｓｉ基纳米复合

2、微球的构建及其储键性能研究学位串请人姓名＝王建德导师姓名及巧称＝陈小华教授沈裕军高工培养单位；材料科学与工程学院：材料工程专业名称：２０１６年６月８日论文提交日期论文答雖日期＝２０１６年６月４日答辩委员会主席：杨新国副教授打ｖｅｓｔｏｎｏｎ－ＩｉｔｉＳｉｂａｓｅｄｍｉｃｒｏｓｈｅｒｅａ打ｄｉｔｓｌｉｔｈｉｕｍｓｔｏｒａｅｇｐｇｒｏｅｒｔｉｅｓｐｐｂｙＷＡＮＧｉａｎｄｅｊＢ．Ｅ．〇Ｈ［ｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉ

3、ｔｙ２０１３）Ａｔｈｅｓｉｓｓｕｂｍｉｔｔｅｄｉ打ａｒｔｉａｌｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏ打ｏｆｔｈｅｐｒｅｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｄｅｒｅｅｏｆｑｇＭａｓ化ｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎＭａｔｅｒｉａｌｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎ化ｅＧｒａｄｕａｔｅＳｃｈｏｏｌｏｆＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒＰｒｏｆｅｓｓｏｒＣＨＥＮＸｉａｏｈｕａＳｅｎｉｏｒＥｎｇｉｎｅｅｒＳＨＥＮＹｕｊｕ打Ｍａ

4、ｙ，２０１６湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研。究成果除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名；曰期：如ｂ月Ｕ曰学位论文版权使用授权书、本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件

5、和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１、保密□，在年解密后适用本授权书。２、不保密＾］。＂＂（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）》化作者签名：如１｜年６：Ｃ日期月日导师签名年月６ｉＳｉ基纳米复合微球的构建及其储裡性能研巧摘要桂因为具有高的理论比容量（４２００ｍＡｈ／ｇ）和丰富的资源而被作为裡离子电一池最有前景的负极材料

6、之。但是娃负极材料低的导电率和严重的体积效应限制了其商业化应用。而碳材料，包括无定形碳和石墨帰等都具备导电导裡性能，在，而且具备优良的延展性充放电过程中体积变化很小，可Ｗ有效地缓冲珪在充放电过程中的体积变化，因此制各珪与碳材料的复合材料有望得到高性能的新型裡离子电池负极材料。本文分别采用微乳液法、喷雾热解法和喷雾干燥法制备无定型碳或石墨帰与珪的复合微球做为裡离子电池负极材料，并对制备的复合材料进行表征及电化学性能测试分析。通过微乳液法加镑热还原的两步法制备了Ｇｒａｐｈ

7、ｅｎｅ／Ｓｉ复合材料，对复合材料采用扫描电镜、Ｘ射线衍射等进行表征，并将其作为裡离子电池负极材料进行电化学性能测试，研究了不同石墨稀含量Ｗ及碳包覆对其电化学性能的影响。研究表明，化ａｐｈｅｎｅ／Ｓｉ复合材料在石墨稀与Ｓｉ〇２的比例为１：１时的电化学性能是最好的，１００个循环后稳定在６００ｍＡｈ／ｇ；对石墨稀与ＳＫ）２的比例为１：２的样品进斤碳包覆处理，碳包覆前的样品９０个循环后容量不足４００ｍＡｈ／ｇ，碳包覆之后９０个循环后容量仍有７００ｍＡｈ／ｇ。通过简单的超声喷雾热解和

8、部分儀热还原的两步法成功制各了多孔的－ＳＫｉ／ｒａｈｅｎｅ／Ｃ。３－ＤＳｉ／Ｓｉ５１０ＶＳｇｐ微球迭种结构的微球中，碳包覆的化纳米颗粒（纳米？）镶嵌于石墨稀的Ｈ维网络结构中，石墨稀不但可レッ提高微球的导电性，而且可Ｗ増强微球的结构强度。复合微球中的孔结构既可容纳珪在嵌裡和脱裡时的体积膨胀和收缩，又可Ｗ为电解液提供存储的空间。将多孔微球做为裡离子电２池负极材料，其表现出优异的循环稳定性，在０．１ｍＡ／ｃｍ的电流密度下，第二个１１０