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随着高容量锂离子电池的快速发展,人们对负极材料的容量要求越来越高。以碳类材料为代表的传统负极材料由于受到理论容量的限制(石墨理论比容量为372mAh·g-1),已逐渐不能满足高容量锂离子电池的要求。硅,作为一种高容量负极材料(理论比容量为4200mAh·g-1),受到人们的广泛关注。但在循环过程中,硅存在巨大的体积效应,容易引起材料结构崩塌和粉化,材料的电接触恶化,造成材料的循环性能不佳,不能满足实际应用要求。本文主要针对这些问题,研究了球磨工艺、粘结剂类型、混料方式、混入物质、包覆葡萄糖等对硅基材料的影响规律,试图找出改善硅基材料循环性能的有效方法,为硅基负极材料的实用化提供一种思路。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对材料的物相组成、晶体结构、微观形态和化学键类型进行分析;利用激光粒度仪和比表面积仪对样品的粒度及比表面积进行分析;使用热重-差热分析仪(TG-DTA)对材料进行热分析;采用Land测试系统对材料的电化学性能进行分析,得到以下结论:高能球磨法可有效减小硅粉粒径,增大硅的比表面积,改变硅的表面形貌。当球磨时间达到15小时后,硅粉粒径接近最小值。机械混料法与搅拌混料法相比可有效减小颗粒粒径,所制材料混合均匀,电化学性能较优异。以纯硅为活性物质,对比水性粘结剂和聚偏氟乙烯(PVDF)发现,水性粘结剂性能较优异,可减小首次不可逆容量,提高首次库伦效率,改善纯硅的循环性能。采用高能球磨法制备了硅/石墨复合、硅/石墨/铜复合负极材料。当硅与石墨比例为6:4时,首次可逆比容量为2162mAh·g-1,比碳类负极材料的5倍还多,首次库伦效率为83.14%;循环50次后,其比容量仍保持在1042.6mAh·g-1。复合铜以后,材料的首次库伦效率得到提高,但首次放电比容量降低,循环50次后,放电比容量仅为402.6mAh·g-1,只比石墨的理论比容量高一点。采用高能球磨法制备了微米硅/纳米硅共混负极材料。当微米硅与纳米硅的配比为8:2时,材料的首次库伦效率为78%,首次放电比容量为3423.2mAh·g-1;循环50次后,放电比容量为1010.9mAh·g-1,库伦效率为98.3%。微米硅/纳米硅共混材料的性能与硅/石墨复合材料的性能相当,比硅/石墨/铜复合材料的性能优异。采用包覆和热解葡萄糖的方法制得了硅/碳复合材料。随着包覆量的增加,首次可逆比容量和库伦效率基本呈减小的趋势。当包覆量合适时,获得的负极材料循环性能较优异,首次放电比容量为1068.1mAh·g-1(是石墨理论比容量的3倍左右),首次库伦效率为79.4%;循环50次后,放电比容量为783.3mAh·g-1(是石墨理论比容量的2倍左右),库伦效率为97.4%,容量保持率为73.34%。与硅/石墨复合材料相比,循环50次后,容量保持率由原来的40.1%提高到73.34%,说明包覆改性对硅基负极材料具有明显的改善作用,为硅基负极材料实用化提供了一种思路。