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本文概述了锂离子电池硅基负极材料的研究现状。针对硅基材料首次效率低,循环性能差的问题选用气相沉积法制备了硅基复合材料。本文通过制备硅基复合材料的方式对材料进行优化与改性,并用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安(CV)和恒流充放电等测试方法对其物相结构、表观形貌和电化学性能进行表征和分析。 采用气相沉积法制备了硅/石墨/碳复合材料,其中考察了气相沉积工艺对材料性能的影响,通过优化体系,得到的最优硅/石墨/碳复合材料的工艺为:沉积温度800℃,沉积时间为50min,该复合材料的首次脱锂容量为536mAh·g-1,首次库仑效率为58.80%,在循环200次以后,可逆容量稳定在430mAh·g-1,其容量保持率为80.37%。 采用化学镀铜和压力脉冲气相渗透沉积法(PCVI)相结合的方法制备了硅/铜/碳复合材料,分别考察了硅粉的粒度,热处理,沉积碳量和镀铜量对该材料性能的影响,结果表明:球磨硅粉镀铜后颗粒分散较为均匀,电接触良好,具有较好的循环性能;热处理镀铜粉虽然不能改变复合材料的结构,但是对于提高材料颗粒间以及颗粒间应力的释放有较大作用,因此可以提高材料的可逆容量和循环稳定性;含碳量为27.67%,镀铜量为13.27%的性能最好,首次脱锂容量为694mAh·g-1,首次库仑效率为62.15%,70次循环时脱锂容量为643mAh·g-1,容量保持率为92.65%。 采用化学镀镍和 PCVI相结合的方法制备了硅/镍/碳复合材料,考察了硅粉的粒度和镀镍量对该复合材料性能的影响,结果表明:镀镍量对于复合材料的性能影响主要体现在脱锂容量上,较多的镀镍量可以有效的增大复合材料在循环过程中的脱锂容量,提高材料的电化学性能。而三种硅粉的粒度下材料的性能差别较大,以纳米硅粉的循环性能最好,首次脱锂容量为621mAh·g-1,10次循环后,容量保持率为101.61%。