【摘 要】
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论文通过电沉积方法制备了硅-石墨烯及硅铜复合材料，以解决锂离子电池硅负极材料导电性差、脱嵌锂时体积效应严重等问题，研究内容具有理论意义和实际应用价值。 论文主要研
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论文通过电沉积方法制备了硅-石墨烯及硅铜复合材料，以解决锂离子电池硅负极材料导电性差、脱嵌锂时体积效应严重等问题，研究内容具有理论意义和实际应用价值。 论文主要研究内容和创新性的成果如下: 1.在1M SiCl4-[BMP]Tf2N体系，脉冲电沉积硅（电位-2.1V，通断比0.5s∶0.5s，电沉积时间:3600s）作为锂离子电池负极时，在2A/g的倍率下循环100次后，其剩余容量为684.3mAh/g，库仑效率高于90％，容量保有率高于89％。 2.在SiCl4-[BMP]Tf2N体系中加入石墨烯后所得膜层为层状结构，该膜层总厚度约12um，单层约为100nm，硅颗粒约为100nm。硅-石墨烯复合材料作为锂离子电池负极材料，在4A/g倍率下循环400次后，其比容量为1003mAh/g，容量损失为15％，库仑效率超过95％。硅-石墨烯的循环性能与倍率性能均有明显提升。 3.CuCl-SiCl4-[BMP]Tf2N,CuTFO-SiCl4-[BMP]Tf2N,Cu(TFO)2-SiCl4-[BMP]Tf2N三种体系中，Cu(TFO)2-SiCl4-[BMP]Tf2N体系在沉积电位为-1.9V的恒电位下，电沉积获得的膜层主要由颗粒与分级孔结构组成，其具有最好的循环性能与倍率性能。在4A/g倍率下，初始容量为1572.4mAh/g，800次循环后的容量为1450.4mAh/g，容量保有率为90％，库仑效率高于95％。在2A/g，4A/g，8A/g，21A/g及42A/g倍率下，其容量分别为1907.2mAh/g，1702.5mAh/g，1250.6mAh/g，1023.7mAh/g与748.8mAh/g，而当回到4A/g倍率后，其容量也恢复到1670.1mAh/g。 电沉积所得到的石墨烯-硅以及硅-铜复合材料，通过简单清洗之后便可直接组成成电池，该过程无需粘接剂，不需要添加导电剂，制备过程更加简便，大大降低了制备成本，易于大规模制备。
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