【摘 要】
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本文以氯化锌(Zn Cl2)为活化剂活化稻壳,经高温碳化制得多孔碳/二氧化硅(C/Si O2)负极材料。然后通过Humers法制备还原氧化石墨烯(RGO),采用机械球磨法以RGO对C/Si O2颗粒进行包覆处理,制得还原氧化石墨烯-碳/二氧化硅(RGO-C/Si O2)复合锂离子电池负极材料。具体研究内容如下:(1)首先用去离子水和稀盐酸对稻壳进行预处理,以去除灰尘和其他金属元素,然后以Zn Cl
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本文以氯化锌(Zn Cl2)为活化剂活化稻壳,经高温碳化制得多孔碳/二氧化硅(C/Si O2)负极材料。然后通过Humers法制备还原氧化石墨烯(RGO),采用机械球磨法以RGO对C/Si O2颗粒进行包覆处理,制得还原氧化石墨烯-碳/二氧化硅(RGO-C/Si O2)复合锂离子电池负极材料。具体研究内容如下:(1)首先用去离子水和稀盐酸对稻壳进行预处理,以去除灰尘和其他金属元素,然后以Zn Cl2为活化剂对稻壳进行浸泡处理,经过高温碳化后得到稻壳灰,再用稀盐酸除去残留Zn Cl2,即得到多孔C/Si O2负极材料。在本论文中,固定高温碳化时间为1.5h,研究了不同活化比例(稻壳与Zn Cl2质量比分别为1:1,1:2,1:3,1:4)和不同活化温度(500℃,600℃,700℃,800℃)对负极材料物理性质和电化学性能的影响,经过测试分析后,确定活化比例为1:2,活化温度为600℃是最佳实验条件。在0.1C电流密度下,电极材料的首次放电比容量为711m Ah/g,经过30次循环充放电后,放电比容量为479.4m Ah/g,容量保持率为67.43%。(2)为提升C/Si O2负极材料循环稳定性,加入石墨烯与其进行复合。首先通过Hummers制备出还原氧化石墨烯,然后按照(1)中最佳实验条件制备出C/Si O2材料,以机械球磨方式将二者均匀混合,得到石墨烯包覆C/Si O2颗粒的RGO-C/Si O2负极材料。通过固定球磨转速为300rpm,探索二者不同复合比例(RGO与C/Si O2质量比分别为2:3,1:1,3:2)和不同球磨时间(1h,3h,5h)对复合材料物理性质和电化学性能的影响,经过测试分析后,确定复合比例为1:1,球磨时间为3h是最佳实验条件。在0.1C电流密度下,首次放电比容量为687.9m Ah/g,经过30次循环充放电后,放电比容量为564.4m Ah/g,容量保持率达到82.05%,相较C/Si O2负极材料提升了14.62%。
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