导　　师： 袁伟; 李心怡

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 锂离子电池因其在便携式电子设备、新能源汽车及工业储能方面的巨大应用潜力,近几十年受到业内学者的广泛关注。随着工业化进程的不断推进,对锂离子电池高性能负极材料提出更高要求。传统锂离子电池石墨类负极材料受限于自身较低的理论比容量,将会逐渐被淘汰。而过渡金属氧化物虽然自身理论比容量高,但其体积膨胀效应也严重、循环寿命低、电池性能衰减迅速。针对以上问题,本文基于具有表面功能结构的新型铜基集流体制备高性能负极材料,围绕集流体的制备、负极材料物性参数表征及对锂离子电池循环性能的影响展开系统研究,主要内容包括:(1)新型电极片的物性参数及电化学表征基于多齿切削与高温固相烧结工艺制备多孔骨架纤维毡,利用碱辅助表面氧化工艺对其表面进行超亲水改性。并就纤维毡集流体与活性物质结合力、沉积CuO微米簇功能层对锂离子扩散系数的影响、MCMB/CuO/Cu等效电路模型验证等内容展开研究。(2)纯MCMB或CuO负极材料的电化学性能研究利用铜箔集流体电池作为实验对照组,基于新型自制纤维毡集流体,以纯MCMB或纯CuO为活性物质,首先分析集流体表面改性对电池性能的影响,然后探究集流体类型、纤维毡孔隙率、CuO功能层沉积时间等因素对电池性能的影响,最后利用循环伏安法和交流阻抗法对其电化学反应机理进行揭示。(3)MCMB/CuO/Cu负极材料制备及电化学性能测试将上述MCMB和CuO两种活性物质材料进行有机结合,以CuO微米簇作为超亲水功能层基体,MCMB为活性物质,制备新型的MCMB/CuO/Cu层级复合材料。通过CuO微米层的超亲水性,增强水系MCMB活性物质浆料与负极集流体之间结合力的同时,CuO微米簇的粗糙多孔表面为MCMB球粒提供充放电膨胀缓冲结构,有效保护其晶格结构避免遭受体积膨胀效应带来的破坏,同时利用CuO与电�

关 键 词： 锂离子电池 负极材料 纤维毡集流体 功能层 超亲水

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