面向光伏发电存储的大容量硅基锂离子电池负极材料研究

发布时间：2023-04-30 00:22

　　随着社会的发展以及工业的进步,人类对能源的需求越来越大。化石能源过度消耗以及对环境的污染加剧,使得发展光伏发电意义重大。光伏发电系统存在白天阳光充足产生过剩的电量、而夜晚缺少阳光发电不足的问题。为了使白天过剩的电量存储以供给夜晚使用从而对电能进行合理分配,采用锂离子电池将光伏发电电能储存,将对光伏发电系统产生的电能实现“削峰填谷”以及更加合理的使用。光伏发电系统对储能电源的要求主要有两点:(1)能够储存更多的光伏电池产生的电能;(2)使用期限长。锂离子电池由于容量大、无重金属污染、使用期限长,被认为是光伏发电系统中储能电源的最佳选择。目前锂离子电池有较高的储锂容量,但仍然有很大的提升空间。有效完善锂离子电池的正负极材料是提升锂离子电池容量的有效手段。就负极材料而言,因其较大的理论比容量(4200 mAh/g),硅负极被认为是下一代最有希望的锂离子电池负极材料。但是,硅作为锂离子电池负极材料存在体积膨胀且导电率低的问题。近年来采取很多方法来解决这两个问题,取得较好进展,但相应的锂离子电池尚未得到规模化生产和应用。这主要归因于以下2个方面的问题:(1)硅基负极在循环嵌脱锂过程中的体积效应仍...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    第一节 研究背景及意义
    第二节 锂离子电池介绍
        一、锂离子电池的发展简介
        二、锂离子电池的工作原理
    第三节 锂离子电池的负极材料
        一、碳作为锂离子电池的负极材料
        二、硅作为锂离子电池的负极材料
    第四节 本论文的研究内容
第二章 实验内容与表征方法
    第一节 实验试剂与设备
        一、实验材料与试剂
        二、实验仪器设备
    第二节 材料的表征方法
        一、X射线衍射(XRD)
        二、扫描电子显微镜(SEM)
        三、透射电子显微镜(TEM)
    第三节 纽扣半电池的制备
        一、电极片的制备
        二、电池的组装
    第四节 电化学性能的测试
        一、循环与倍率性能测试
        二、电化学阻抗测试
第三章 歧化的SiO/C复合材料的制备及其性能研究
    第一节 引言
    第二节 m-d-SiO和m-d-SiO/C复合材料的制备及其表征
        一、m-d-SiO和m-d-SiO/C材料的合成方法
        二、电池的制备及其电化学性能测试
        三、m-d-SiO和m-d-SiO/C材料的表征
    第三节 m-d-SiO和m-d-SiO/C的电化学性能
    第四节 本章小结
第四章 多孔硅/碳复合材料的制备及其性能的研究
    第一节 引言
    第二节 多孔硅/石墨复合材料的制备及其表征
        一、多孔硅/石墨复合材料的合成方法
        二、电池的制备及其电化学性能测试
        三、多孔硅/碳复合材料的表征
    第三节 多孔硅/石墨复合材料的电化学性能
        一、p-30%Si/C材料的电化学性能
        二、p-40%Si/C材料的电化学性能
        三、p-50%Si/C材料的电化学性能
    第四节 本章小结
第五章 总结与展望
    第一节 结论
    第二节 展望
参考文献
致谢



本文编号：3806040