不同碳负极锂电池充放电特征的研究

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1、分类号：TM912.9密级：UDC：编号：11–080501–M学位论文不同碳负极锂电池充放电特征的研究于广超指导教师姓名：梁广川教授河北工业大学申请学位级别：硕士学科、专业名称：材料物理与化学论文提交日期：2011年10月论文答辩日期:2012年3月学位授予单位：河北工业大学答辩委员会主席：评阅人：2012年1月DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMaterialsPhysicsandChemistryTHERESEARCHOFDIFFERENTCARBONANODEONDISCHAR

2、GEANDCHARGECHARACTERISTICSINTHELITHIUMBATTERYbyyuguangchaoSupervisor:Prof.LiangGuangchuanJanuary2012原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北

3、工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：河北工业大学硕士学位论文不同碳负极锂电池充放电特性的研究摘要本文主要是以不同的碳负极材料为主体，采用球磨、弱氧化、洗涤等方法前期处理，运用XRD、SEM、TG-DTA、循环伏安法、蓝电仪等方法测试碳负极材料的固有特性，并以此比较分析各种材料的

4、充放电特点。由于首次充放电过程中在电极表面容易形成SEI膜（固体电解质界面膜），覆盖在电极材料表面，为了了解SEI膜和放电之间的关系，本文采用充放电测试及循环伏安法进行分析。活性物质、炭黑和PTFE的配比影响到材料的充放电容量、平台、曲线、循环等。采用两种材料（H787和DL727）按照设定方案分别进行实验，通过一系列实验发现活性物质、炭黑、PTFE的混合比例为84:10:6时，电极材料有最佳的充放电特性，首次充放电特性都优于其它比例。其中在0.1C二次放电、0.5C首次放电、1C放电时，H787和DL727两种材料的放电容量分别为351.13mAh/g，182.33mAh/g，67mAh

5、/g，222.10mAh/g，142.33mAh/g，102mAh/g。鉴于目前材料的特点我们只对材料进行粉碎、弱氧化初级处理。首先通过一系列试验找到合适的球磨条件和弱氧化条件对材料进行处理。由于弱氧化分气相和液相氧化，因此分别进行了比较试验。研究发现在空气氛围下，温度为600℃，氧化时间为1h时，材料气相氧化后的各方面性能较佳；用含量为30%的双氧水，在磁力搅拌器中搅拌5h时，材料液相氧化的性能较佳；对比各种氧化和没有氧化过的材料发现，氧化过的材料首次充放电的不可逆容量明显降低。最后通过比较天然石墨、人造石墨、中间相炭微球等不同材料的首次充放电曲线以及放电特征，发现中间相碳微球的首次放电

6、平台较为平，电压平台主要在0.1V以下，首次放电效率达到88.09%，不可逆容量也较低，只有50mAh/g。关键词：碳负极，弱氧化，SEI膜，充放电i不同碳负极锂电池的充放电特征研究ii河北工业大学硕士学位论文THERESEARCHOFDIFFERENTCARBONANODEONDISCHARGEANDCHARGECHARACTERISTICSINTHELITHIUMBATTERYABSTRACTThisarticleisthemainbasedondifferentcarbonanodematerialsandusingdifferentmethodstheuseofmilling,we

7、akoxidation,washingaspre-processing,TheuseofXRD,SEM,TG-DTA,cyclicvoltammetry,landetc.testinherentcharacteristicsofcarbonanodematerials,andwemakeacomparativeanalysisonvariousmaterialsaboutthecharacteristicsofcharg