稻壳基SiO2_C复合材料的制备及其锂离子电池性能研究

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1、分类号：O611.4单位代码：10183研究生学号：2015332003密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）稻壳基SiO2/C复合材料的制备及其锂离子电池性能研究ThePreparationofSiO2/CCompositesDerivedfromRiceHusksandElectrochemicalPerformanceforLithiumIonBatteries作者姓名：丰祎专业：无机化学研究方向：高压固体化学与水热化学指导教师：王晓峰教授培养单位：吉林大学化学学院2018年5月稻壳基SiO2/C复合材料

2、的制备及其锂离子电池性能研究ThePreparationofSiO2/CCompositesDerivedfromRiceHusksandElectrochemicalPerformanceforLithiumIonBatteries作者姓名：丰祎专业名称：无机化学指导教师：王晓峰教授学位类别：理学硕士答辩日期：2018年5月24日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但

3、纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立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，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位

4、论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：■硕士□博士学科专业：无机化学论文题目：稻壳基SiO2/C复合材料的制备及其锂离子电池性能研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林大学化学学院无机合成与制备化学国家重点实验室吉林省长春市前进大街2699号（邮编：130012）作者联系电话：0413-

5、85168533摘要稻壳基SiO2/C复合材料的制备及其锂离子电池性能研究论文作者：丰祎指导教师：王晓峰教授专业名称：无机化学(吉林大学化学学院，长春130012)摘要电池作为能源储存方式之一，广泛应用于日常生活的各个领域，而锂离子电池因为能量密度高、循环性能好、工作电压高、环境友好等优点，在电池生产和应用中占据主导地位。随着科技和生活水平的日趋提高，锂离子电池的研究和发展要求具有更高的能量密度。二氧化硅作为地球上储量最丰富的材料之一，其理论比容量达到了1965mAhg-1，使其成为锂离子电池负极材料研究热点之一。

6、但是SiO2本身导电性差，且其在充放电过程中材料会发生较大的体积形变，致使电极结构破坏，容量快速衰退，因此通常需要添加导电能力强、富有弹性的碳材料，以制备二氧化硅/碳（SiO2/C）复合锂离子电池负极材料。本文以生物质稻壳（ricehusks，RHs）为原料，利用稻壳中多孔的二氧化硅纳米粒子和有机碳成分的天然优势，经过热解、酸洗处理后，再通过机械球磨操作，制备稻壳基SiO2/C复合锂离子电池负极材料。本论文着重研究了机械球磨时间、球磨转速对SiO2/C复合材料结构形貌和电化学性能的影响，所取得的主要研究结果如下：（

7、1）稻壳经过热解、酸洗处理后得到RH-SiO2/C混合物，固定球磨转速为800rpm，不同球磨时间下进行机械球磨，获得稻壳基SiO2/C复合材料。随着球磨时间的增加，RH-SiO2/C混合物中SiO2粒子的团聚现象逐渐减少，烧结的炭块被打散为较小的颗粒，达到足够细小尺寸的碳粉包覆在SiO2纳米粒子表面；当球磨时间为12h时，生成的SiO2/C-12复合材料的平均粒径最小，粒度分布均一，其展现的电化学性能也最优秀，数据如下：电流密度为100mAg-1时，首次放电I摘要比容量为1416mAhg-1，300次循环后放电比

8、容量稳定在827mAhg-1，大电流密度1.0Ag-1时，其比容量仍大于400mAhg-1，表现出良好的循环性能和倍率性能。（2）球磨时间固定为12h，在不同球磨转速下加工RH-SiO2/C混合物，获得SiO2/C复合材料，测试其电化学性能，最高转速800rpm下获得到的SiO2/C-800复合材料的首次放电比容量、首次库伦效率、稳定比容量最优异，依据实验数