免费论文摘要：自愈合硅电极资料的制备及其电化学本能接洽

       跟着消息财产的连接兴盛和电子产物的连接革新，人们对锂离子干电池的本能也提出了更高的诉求。暂时实行贸易化的锂离子干电池负极资料多为碳资料，主假如因为其轮回本能宁静，但表面含量却太低，以是远不许满意未复电动公共汽车对高能量密度电源的诉求，所以科学家们全力于接洽出具备高含量且轮回本能好的锂离子干电池负极资料。但就暂时的接洽情景来看，大普遍的锂电负极资料还未实行普遍的贸易化，主假如因为那些负极资料虽具备较高的表面比含量，然而在长久轮回下，不行制止地会因为板滞应力的生存而爆发体积的变革，进而贬低锂离子干电池的运用寿命。硅就属于表面含量(4200 mAhg-1)极高且在地壳中含量充分的一种锂电负极资料，但硅在充尖端放电进程中会爆发重要的体积伸展效力。构想即使硅负极不妨像天然界少许底栖生物体一律具备自我建设的本领，那么锂离子干电池将具有极高的含量和无穷期的运用寿命。来自斯坦福大学与美国 SLAC 国度加快器试验室的科学家们恰是源于如许的构想，初次提出了自愈合电极的观念。      为了研制出自愈合硅电极，正文在精细刻画了自愈合资料和硅负极资料兴盛过程的普通上，制备出一种氢键型自愈合弹性体SHP，并对其本能举行了一系列表征。将制备好的SHP与导热炭黑CB 举行掺杂后包袱Si颗粒制备获得具备愈合本领的SHP/CB/Si复合资料，对制备出的复合资料辨别举行结束构及本能的表征，重要论断如次：      1. 沿用大略地两步有机合成反馈制备获得自愈合弹性体SHP。SHP 是一种含有多重氢键的超分子搜集状构造的物资。经过领会1HNMR和IR谱图，表明SHP中含有洪量可产生氢键的酰胺键官能团。从XRD和DSC弧线领会，可知SHP利害晶态会合物且玻璃化温度为17.8 ℃，所以，在室温下，若SHP爆发断裂则断裂界面包车型的士高分子链段会经过氢键动静可逆从新拉拢实行自我愈合。拉伸尝试和电阻尝试表白SHP兼具力学及电学本能的自我建设本领。      2. 运用大略地物理拌和法可制备出导热自愈合资料SHP/CB，将其加热软化掩盖于Si颗粒的上层，获得SHP/CB/Si复合资料。经过XPS尝试，表白制备出的复合资料中自愈合资料SHP与Si外表的氧化学物理彼此效率激烈且贯串坚韧。开始领会当Si比率为10%维持静止时，安排SHP与CB的比率对SHP/CB/Si电极本能的感化。从SEM电子显微镜下查看复合资料SHP/CB/Si的形貌创造，跟着SHP与CB的比率渐渐增大，复合资料SHP/CB/Si的完全形貌由疏松构造变化为密实构造，当SHP与CB的比率为1:2时，不妨明显的看到有一层导热会合物掩盖着硅颗粒。经过对各个比率的样本举行电化学本能尝试，证明当SHP与CB的比率为1:2、Si含量为10%时，复合资料Si-SHP/CB-1/2展现出崇高的电化学本能，在交流电密度为500 mAg–1时，其初次比含量高达3766 mAhg–1，初次库伦功效为63.0%，过程400圈的轮回后其比含量仍旧不妨维持在2798 mAhg–1，含量维持率为74%。      3. 经过接洽决定了SHP与CB的最好比率为1:2，维持该比率静止，接洽Si比率的变幻对SHP/CB/Si电极本能的感化。SEM像片表露，跟着Si比率的减少，大表面积的Si颗粒表露，惟有当Si的比率为10%时，才不妨明显的看到一层导热愈合资料SHP/CB包袱着Si颗粒。电化学本能尝试表白，一系列各别Si含量的电极资料的初次库伦功效值均较高，个中SHP/CB/Si-10电极表露出出色的轮回本能，与复合资料Si-SHP/CB-1/2为同一物资，即Si含量为10%，SHP:CB=1:2的复合资料，用三种物资的品质比来表白记作SHP/CB/Si（3:6:1）。SHP/CB/Si（3:6:1）电极轮回进程中的SEM表露，轮回前期电极资料展示大表面积缺陷，50次轮回后自愈合硅电极上层的缺陷有愈合的局面，250圈轮回之后取样查看自愈合硅电极，创造上层的缺陷未然实足愈合，这一愈合进程中是由导热会合物SHP/CB中的氢键型自愈合弹性体SHP起重要效率。

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