【導(dǎo)讀】導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)。的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。本人完全了解關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定。量迅速衰減、循環(huán)性嚴(yán)重惡化等一系列問(wèn)題。為此，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)制備硅。首先正硅酸四乙酯。通過(guò)鎂熱還原反應(yīng)，最后制得硅-鈦復(fù)合物材料。電化學(xué)性能測(cè)試表明。負(fù)極材料首次充放電效率為％，循環(huán)過(guò)程中容量保持率也較高。放電比容量較小，首次充放電效率也很低，而且它的可逆容量降低很快，初步分析原因可能是復(fù)合物中金屬鈦被氧化，結(jié)構(gòu)遭到破壞。

　　

【正文】 鈦包覆硅）的電化學(xué)性能分析 2 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 2600 .00 .51 .01 .52 .0 ch a rg e d i sch a rg e 面對(duì)納米硅基負(fù)極材料比容量衰減很快的問(wèn)題，為提高其可逆容量，我們就合成了硅 鈦（硅包覆鈦）復(fù)合物，通過(guò)上述分析，在實(shí)驗(yàn)中所制得的硅 鈦復(fù)合物（硅包覆鈦）負(fù)極材料的比容量比較低，為此，我們改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)方案合成了硅 鈦（鈦包硅）復(fù)合物負(fù)極材料并對(duì)其進(jìn)行分析討論。 圖 為實(shí)驗(yàn)制備的 硅 鈦（鈦包硅）復(fù)合物負(fù)極材料 在電流密度為 恒流充放電時(shí)的首次充放電曲線。由首次充放電曲線可知， 此次制得的負(fù)極材料所對(duì)應(yīng)的放電電位是 ，充電電位為 ， 首次充電比容量為 g1，放電比容量為 g1，可得首次充放電效率為 ％。與 相比較，此次制得的負(fù)極材料的首次充放電比容量和首次放電效率遠(yuǎn)低于圖 中合成的負(fù) 極材料，初步分析有可能是制備的復(fù)合物中鈦的含量過(guò)高，導(dǎo)致金屬鈦以泡沫狀存在，嚴(yán)重阻礙了鋰離子的嵌入與脫出。 圖 SiTi（鈦包硅）首次充放電曲線 電壓（V） 比容量（ mAh/g） 濱州學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 17 0 5 10 15 20 25020406080100120140160180200220240260 ch a rg e d i sch a rg e 圖 是 硅 鈦（鈦包硅）復(fù)合物負(fù)極材料 的循環(huán)性能曲線圖。從圖中可以看出，該負(fù)極材料的比容量從循環(huán)一開(kāi)始就迅速降低，循環(huán)性能也不好。初步分析，可能的原因是在鎂熱還原的過(guò)程中，當(dāng)復(fù)合物在高溫管式爐發(fā)生反應(yīng)時(shí)，由于操作不規(guī)范導(dǎo)致有氧氣進(jìn)入，使得復(fù)合物發(fā)生了氧化。 圖 SiTi（鈦包硅）循環(huán)性能曲線 比容量（mAh/g） 圖 SiTi（鈦包硅）阻抗曲線 0 1000 2020 3000 4000 5000 60002 0 0 002020400060008000100001202014000 Z39。39。Z39。 B循環(huán)次數(shù) 濱州學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 圖 是硅 鈦復(fù)合物（鈦包覆硅）負(fù)極材料的阻 抗曲線圖。由圖可知，在剛開(kāi)始，曲線很平緩，峰也很小，當(dāng) Z′到 800Ω 之后，曲線約成直線迅速升高。實(shí)驗(yàn)中所測(cè)的電池負(fù)極材料的電化學(xué)阻抗很大（ ），分析其原因可能是： ① 隔膜的孔隙率有些小，使得電解液中的離子不能順利的通過(guò)； ② EC 電解液的添加量有些少； ③ 所制的材料被氧化，不是單純的硅 鈦（鈦包覆硅）復(fù)合物，復(fù)合物中的金屬鈦被氧化，生成的氧化物對(duì)阻抗測(cè)量也有很大影響。濱州學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 19 結(jié)論 本文首先制備了納米硅基負(fù)極材料，并對(duì)其進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試。之后又通過(guò)鎂熱還原反應(yīng)，制得了硅 鈦（硅包覆鈦）復(fù)合物材料。但是，未達(dá)到我 們預(yù)期的效果，為改進(jìn)復(fù)合物的性能，最后又合成了硅 鈦（鈦包覆硅）復(fù)合物。我們分別對(duì)制備的納米硅基負(fù)極材料及硅 鈦復(fù)合物的電化學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，得到了一下結(jié)論： 1. 此次制得的納米硅 首次的充電比容量為 g1，放電比容量為g1，首次充放電效率為 ％。但是 制備的納米硅基負(fù)極材料的比容量衰減很快，而且它的可逆容量很小 。 2. 與上述納米硅基負(fù)極材料相比，雖然我們制備硅 鈦復(fù)合物（硅包覆鈦）的首次充放電比容量是減少的，但是首次的充放電效率卻略有增加。而且隨著循環(huán)次數(shù)的 增加，硅 鈦復(fù)合物（硅包覆鈦）的容量保持率相對(duì)較高，但是它的比容量卻相對(duì)較小，可能是因?yàn)橹苽涞墓?鈦復(fù)合物結(jié)構(gòu)遭到破壞，導(dǎo)致比容量減小。 3. 制得的硅 鈦（鈦包覆硅）復(fù)合物負(fù)極材料 首次的充電比容量為 mAhg1，放電比容量是 mAhg1，首次充放電效率是 ％。但是該負(fù)極材料的可逆容量會(huì)迅速的降低，循環(huán)性能也不好。初步分析有可能是制備的復(fù)合物中鈦的含量過(guò)高阻礙了鋰離子的嵌入與脫出或者是由于操作不規(guī)范導(dǎo)致復(fù)合物發(fā)生了氧化。 4. 實(shí)驗(yàn)中合成的硅 鈦復(fù)合物的測(cè)得的阻抗值都比較 大，原因也類(lèi)似。為減小阻值，在今后制取鋰離子電池是加過(guò)量的導(dǎo)電劑，或者更換不同的電池隔膜。尤為重要的是，合成的復(fù)合物避免被氧化或者其結(jié)構(gòu)被破壞。 濱州學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 參考文獻(xiàn) [1] 陶占良 , 王洪波 , 陳軍 . 鋰離子電池負(fù)極硅基材料 [J]. 化學(xué)進(jìn)展 . 2020 (23): 2728. [2] 王忠 , 田文懷 , 李星國(guó) . 硅與氮化鈦納米復(fù)合材料作為鋰離子電池負(fù)極的吸放鋰性能研究[D]. 稀有金屬材料與工程 . 2020, 10(1): 914. [3] 彭琦 , 劉群興 , 葉耀良 . 中國(guó)鋰離子電池質(zhì)量安全狀況分析 [J].綜述與展望 . 2020 (301): 5859. [4] 賀本林 . 鋰離子電池的新研究 [D]. 甘肅蘭州 : 蘭州大學(xué) , 2020 年 . [5] Peter G. Bruce. Energy Storage beyond Horizon: Rechargeable Lithium Batteries [J]. Solid State Ionics, 2020 (179): 752753. [6] 劉璐 , 王紅蕾 , 張志剛 . 鋰離子電池的工作原理及其主要材料 [J]. 科技信息 . 2020 (23): 6263. [7] 戴燕珊 , 冼巧妍 , 黃振茂 . 鋰離子電池性能研究 [J]. 電池工業(yè) . 2020, 7(5): 258261. [8] 孫玉城 . 鋰離子電池正極材料技術(shù)進(jìn)展 [J]. 無(wú)機(jī)鹽工業(yè) . 2020, 44(4): 5054. [9] 程曉燕 . 鋰離子電池硅碳材料的制備與性能研究 [D]. 哈爾濱 : 哈爾濱工業(yè)大學(xué) . 2020 年 . [10] 陳立寶 , 謝曉華 , 王可 , 等 . 碳包覆硅 /碳復(fù)合材料的制備與性能研究 [J]. 電源技術(shù) . 2020, 131(1): 3437. [11] 文鐘晟 , 王可 , 謝晶瑩 . 鋰離子電池高容量硅負(fù)極嵌鋰過(guò)程中的成膜研究 [J]. 2020, 437441. [12] 高鵬飛 , 楊軍 . 鋰離子電池復(fù)合負(fù)極材料研究進(jìn)展 [J]. 化學(xué)進(jìn)展 . 2020, 23(23): 255273. [13] 鄒幽蘭 , 楊娟 , 周向陽(yáng) , 等 . 鋰離子電池硅基負(fù)極改性研究新進(jìn)展 [J]. 材料導(dǎo)報(bào) . 2020, 25(9): 144147. [14] 鄧皓月 , 張?jiān)茟?, 肖鵬 , 等 . 硅納米線的制備技術(shù)及應(yīng)用研究新進(jìn)展 [J]. 化工進(jìn)展 . 2020, 29(2): 274280. [15] 陳敬波 , 趙海雷 , 何見(jiàn)超 , 王夢(mèng)微 . 鋰離子電池硅基復(fù)合物負(fù)極材料 [J]. 化學(xué)進(jìn)展 [J]. 2020, 13(10): 246252. [16] 余響林 , 李兵 , 黎汪周 , 等 . 介孔空心微球研究進(jìn)展 [J]. 武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào) . 2020, 33(4): 16. [17] 馬雪慧 , 王樂(lè)善 , 趙彥保 . 中空納米二氧化硅微球的制備及表征 [J]. 無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào) . 2020, 濱州學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 21 25(6): 10911096. [18] 王磊 . 化學(xué) [M]. 濟(jì)南 : 山東科技出版社 . 2020: 8591. [19] 黃可龍 , 王兆翔 , 劉素琴 . 鋰離子電池原理與關(guān)鍵技術(shù) [M]. 北京 : 北京化學(xué)工業(yè)出版社 . 2020. [20] Tierui Zhang, Qiao Zhang, Jianping Ge, James Goebl, Minwei Sun, Yushan Yan, Yisheng Liu, Chinglin Chang, Jinghua Guo and Yadong Yin. A SelfTemplated Route to Hollow Silica Microspheres[J] J. Phys. Chem. C, 2020, 113(8): 31683175.濱州學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 22 謝辭 本次論文是在老師的悉心指導(dǎo)下完成的，此次寫(xiě)作過(guò)程中遇到了很多的困難，也都在老師和同學(xué)的幫助下慢慢解決的。尤其要衷心感謝我的導(dǎo)師 —— 老師，感謝老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，從課題的選題到論證，從開(kāi)題到論文的撰寫(xiě)， 老師都嚴(yán)格把關(guān)，謹(jǐn)慎推敲。無(wú)論是路老師的學(xué)識(shí)，還是他的實(shí)驗(yàn)態(tài)度，讓我 很受啟發(fā)，對(duì)我今后的人生也有一定的影響。同時(shí)，也感謝實(shí)驗(yàn)室的 老師，感謝他們?cè)诋厴I(yè)設(shè)計(jì)期間對(duì)我的幫助和指導(dǎo)。 此外，還要特別感謝我的父母，正是由于他們對(duì)我 的理解、支持與鼓勵(lì)才使我走到現(xiàn)在。 最后，向所有在此次試驗(yàn)中幫助過(guò)我的老師和同學(xué)表示衷心的感謝！