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《大连铁道学院》 2002年
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锂离子二次电池负极材料CaAl_2Si_2的制备及其放电特性

赵丽波  
【摘要】: 解决电池高容量化的关键材料——碳负极材料的高性能化已成为锂离子二次电池的重要课题。本研究采用X射线衍射、Rietveld解析、直流二端子法测定导电率等方法对于新型具有层状结构的CaAl_2Si_2负极材料的制备条件及锂放电特性进行了系统地研究。 在CaAl_2Si_2的制备过程中,将粉末Al与CaSi_2按照不同的摩尔比进行称量,均匀混合后采用CIP方法制成成型体,然后在不同的烧结温度、升温速度、保温时间以及热处理条件下进行烧结,结果表明:CaAl_2Si_2的最佳制备条件为,烧结温度1373 K、升温速度500Kh~(-1)及原料混合摩尔比Al:CaSi_2=2:1;在此条件下,经Rietveld解析后,显示实测值与计算值吻合程度的尺度因子S(goodness-of-fit indicator)值为1.2236,表明实验结果具有充分信赖性;采用直流二端子法对CaAl_2Si_2进行的测试结果表明:CaAl_2Si_2是一种具有半导体性质的物质,并与其他电极材料相比,其导电率非常高,是一种很好的电极材料;以CaAl_2Si_2为正极、锂金属为负极的锂放电测试结果表明:电解液采用LiClO_4为溶质、乙烯碳酸脂(EC)与二乙基碳酸脂(DEC)混合液为溶剂是最佳测试条件;在此条件下,CaAl_2Si_2的放电容量为210mAhg~(-1),其摩尔放电容量为碳的7.9倍,锂表现为高吸纳密度;根据法拉第法则,对锂嵌入位置的考察结果表明:CaAl_2Si_2单位晶格中有1个锂嵌入,主要在(003)面上进行嵌入。 上述研究结果在理论上与应用上对于进一步研制与开发新型具有层状结构的CaAl_2Si_2负极材料方面具有重要的指导意义。
【学位授予单位】:大连铁道学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TM911

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