硅-钛复合物的制备及性能 毕业论文

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1、毕业设计(论文)题目硅-钛复合物的制备及性能系(院)化学与化工专业化学工程与工艺班级级班学生姓名学号指导教师职称二〇一三年六月二十二日滨州学院学士学位论文硅-钛复合物的制备及性能摘要由于硅是在锂合金化的过程中体积会发生很大的变化,并导致其容量迅速衰减、循环性严重恶化等一系列问题。为此,本实验通过制备硅-钛复合物来提高它的容量保持率和循环稳定性。首先正硅酸四乙酯(TEOS)发生水解反应生成了SiO2,然后将其包覆在金属钛上面,再通过镁热还原反应,最后制得硅-钛复合物材料。电化学性能测试表明负极材料首次充放电效率为87.55%,循环过程中容量保持率也较高。由于制备的复合物比容量较低,为此,进一步制

2、备硅-钛(钛包覆硅)复合物并对其进行测试,结果表明硅-钛(钛包覆硅)复合物的首次充放电比容量较小,首次充放电效率也很低,而且它的可逆容量降低很快,初步分析原因可能是复合物中金属钛被氧化,结构遭到破坏。关键词:锂离子电池;硅基负极;可逆容量;硅-钛复合物IPreparationandPerformanceofTi-coatedSiliconCompositeAbstractSincethevolumeofsiliconwillchangealotintheprocessoflithiumalloying,andthischangemaycauseaseriesofproblems,suchast

3、herapiddecayofcapacityandtheseriousdeteriorationofcyclicity.Inordertosolvetheseproblems,silicone-titaniumcompositeispreparedtoimprovetheretentionofcapacityandcyclingstability.Intheexperiment,firstly,theTEOSishydrolyzedtoSiO2,andthenwecoatedSiO2onsurfaceoftitanium,throughthemagnesiothermicreductionre

4、action,weobtainthefinalmaterial,silicon-titaniumcomposite.Electrochemicaltestsshowedthatthefirstcharge-dischargeefficiencyofanodematerialis87.55%,andretentionofcapacityishighduringcycling.Furthermore,sincethespecificcapacityofcompositewaslow,wepreparesilicone-titaniumcomposite(titaniumcoatedsilicon)

5、andmaketestagain,theresultsshowthattheinitialcharge-dischargespecificcapacityofSi-Ti(titaniumcoatedsilicon)compositeissmall,andinitialcharge-dischargeefficiencyisverylow,anditsreversiblecapacitydecreasedrapidly.Preliminaryanalysisshowsthereasonsforthissituationthattitaniumcompoundisoxidized,andthest

6、ructurewasdestroyed.Keywords:Lithiumionbatteries;Si-basedanode;Reversiblecapacity;Si-TicompositeII目录引言1第一章绪论21.1锂离子电池概况21.1.1锂离子电池的结构21.1.2锂离子电池的工作原理31.2电极材料的研究进展41.3负极材料的研究进展41.3.1碳素类41.3.2Sn基材料41.3.3硅基材料51.4本文的研究方法61.5本文研究的目的和内容6第二章实验部分82.1所需的仪器和材料82.2材料制备92.2.1纳米二氧化硅的制备92.2.2硅-钛复合物(硅包覆钛)的制备92.2.3

7、硅-钛复合物(钛包覆硅)的制备92.2.4镁热还原102.3电池组装102.3.1制作集流体102.3.2浆料配制102.3.3涂片102.3.4测试电池的组装102.4电化学性能测试11第三章结果与讨论123.1纳米硅的电化学性能分析12ii3.2纳米硅和硅-钛复合物(硅包覆钛)的电化学性能分析133.3硅-钛复合物(钛包覆硅)的电化学性能分析16结论19参考文献20谢辞22ii引言随着时代的发

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