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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 电化学 » 电分析测试 » 关于硅碳复合负极循环过程中的容量衰减及激增现象分析
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晶晶晶晶

木虫 (著名写手)

[交流] 关于硅碳复合负极循环过程中的容量衰减及激增现象分析

本人现在是做硅碳负极材料的初步研究，用无定形碳包覆多晶硅，将包覆好的多晶硅按一定比例与成品石墨负极进行混合使用。半电池充放的电流密度为50mA/g，但是在半电池测试及循环过程中发现一些问题：
1.在第一周的放电过程中，曲线平稳，较为接近石墨负极材料的曲线，但是在第二周的放电过程中曲线升高，可否理解为第一次充放电后Si膨胀形成新鲜表面，消耗过多锂离子，导致曲线如此。
2.在不同包覆产品的循环过程中，都存在一个相同的问题。在半电池循环过程中，容量衰减较快，但是Sample Text，这一现象该如何解释。
         对与第二个问题有一点本人自己的看法，不知正确与否，请大家帮忙分析一下：
         1.半电池硅碳负极涂布较厚（105μm），在前期的充放电过程中未能进行充分的嵌锂及脱锂行为，在长期循环后才得以进行深入的脱嵌锂，所以容量突然变大。
         2.在半电池循环过程中，硅碳负极一直是一膨胀收缩的过程，前期被包覆未能反应的多晶硅未体现出容量，但是在破裂后，暴露出来，易于脱嵌锂行为，所以容量变大。
         最后有一点还望大家多指点指点，请教一下嵌锂深度的控制以及对硅碳负极材料循环性能的影响。
        本人是个小白，一直都是在看在学习，发帖较少，还望大家多多帮助，谢谢啦！附图为半电池充放电曲线及循环数据。

关于硅碳复合负极循环过程中的容量衰减及激增现象分析
1.PNG


关于硅碳复合负极循环过程中的容量衰减及激增现象分析-1
2.1.PNG


关于硅碳复合负极循环过程中的容量衰减及激增现象分析-2
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关于硅碳复合负极循环过程中的容量衰减及激增现象分析-3
4.PNG
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晶晶晶晶

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1楼 2017-05-10 14:33:51
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lsh200100

铁杆木虫 (著名写手)
引用回帖:
19楼: Originally posted by 晶晶晶晶 at 2017-05-11 08:56:02
你好，不是太懂您的意思。...

容量突然变大的问题，你说的也没有道理。还是要用科学的思维看待问题。
或许测试环境温度升高了，或许电极间的气泡移位了，也有可能测试中断后续接的。
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23楼2017-05-11 10:45:26
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腾飞的虫

木虫 (著名写手)
★
晶晶晶晶(金币+1): 谢谢参与
次数少了点吧，数据波动比较正常，后期上升可能是因为浸软好和硅膨胀收缩带来的不可控接触行为变化带来吧。

楼主用的什么配比，粘结剂为何？ 105 um对应的面密度度多少啊，怎么就嫌弃厚了呢？
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» 本帖已获得的红花（最新10朵）

晶晶晶晶
4楼2017-05-10 16:05:36
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晶晶晶晶

木虫 (著名写手)
引用回帖:
35楼: Originally posted by 古雨月林 at 2017-05-24 19:14:18
可以研磨啊，或者条件允许的话用喷雾干燥，粉碎机等等
...

你是指手动研磨吗？用研钵还是说球磨。喷雾干燥没有，有那种中药的制粉机，但是那个一用包覆好的就被全部打散啦。
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36楼2017-05-25 09:32:20
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普通回帖

晶晶晶晶

木虫 (著名写手)
自己顶一下，嘻嘻嘻
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2楼2017-05-10 14:35:05
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晶晶晶晶

木虫 (著名写手)
有一个想加粗的变成乱码了，那一句是：在循环数周后存在一个容量突然上升的过程。放电比容量明显增大。
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3楼2017-05-10 14:37:56
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leida93

银虫 (初入文坛)
★
晶晶晶晶(金币+1): 谢谢参与
这个硅碳在加工的时候是不是也不好加工，你用的是什么粘结剂？
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7楼2017-05-10 16:47:43
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leida93

银虫 (初入文坛)
是不是加工也不太好加工？用的什么粘结剂？
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8楼2017-05-10 16:48:59
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lsh200100

铁杆木虫 (著名写手)
★
晶晶晶晶(金币+1): 谢谢参与
虽然我做了近5年的硅负极，但已经是7年前的事了  
话说这么认真的提问真是少见
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11楼2017-05-10 17:29:37
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lsh200100

铁杆木虫 (著名写手)
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=11283240
回复过的帖子太多，找起来好累。感觉还是要劝自己少管闲事
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13楼2017-05-10 17:36:52
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会议研讨中心

禁虫 (正式写手)
★
晶晶晶晶(金币+1): 谢谢参与
本帖内容被屏蔽
15楼2017-05-10 17:59:32
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晶晶晶晶

木虫 (著名写手)
引用回帖:
11楼: Originally posted by lsh200100 at 2017-05-10 17:29:37
虽然我做了近5年的硅负极，但已经是7年前的事了  
话说这么认真的提问真是少见

硅碳小白 ，了解的太少，怕提问的不详细各位大大看不懂啊！
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17楼2017-05-11 08:53:59
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晶晶晶晶

木虫 (著名写手)
引用回帖:
8楼: Originally posted by leida93 at 2017-05-10 16:48:59
是不是加工也不太好加工？用的什么粘结剂？

你好，你指的是硅与无定形碳的加工还是在涂布过程中的加工呢? 涂布是水性配方，CMC和SBR。
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18楼2017-05-11 08:55:17
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晶晶晶晶

木虫 (著名写手)
引用回帖:
13楼: Originally posted by lsh200100 at 2017-05-10 17:36:52
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=11283240
回复过的帖子太多，找起来好累。感觉还是要劝自己少管闲事

你好，不是太懂您的意思。
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19楼2017-05-11 08:56:02
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晶晶晶晶

木虫 (著名写手)
送红花一朵
哪位可以帮我解决一下问题呢 ，感谢万分！
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20楼2017-05-11 08:56:48
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晶晶晶晶

木虫 (著名写手)
送红花一朵
引用回帖:
4楼: Originally posted by 腾飞的虫 at 2017-05-10 16:05:36
次数少了点吧，数据波动比较正常，后期上升可能是因为浸软好和硅膨胀收缩带来的不可控接触行为变化带来吧。

楼主用的什么配比，粘结剂为何？ 105 um对应的面密度度多少啊，怎么就嫌弃厚了呢？

好的，谢谢。这个数据的波动能否反应材料的真实循环性能吗？后期上升的原因您和我分析的是一样的。我用的是水性配方，CMC与SBR，对应的面密度大概在1.5左右。
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21楼2017-05-11 09:09:13
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lsh200100

铁杆木虫 (著名写手)
引用回帖:
19楼: Originally posted by 晶晶晶晶 at 2017-05-11 08:56:02
你好，不是太懂您的意思。...

我回复过的内容，可以解答你的第一个问题。你的推测没有理论依据
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22楼2017-05-11 10:27:58
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晶晶晶晶

木虫 (著名写手)
引用回帖:
22楼: Originally posted by lsh200100 at 2017-05-11 10:27:58
我回复过的内容，可以解答你的第一个问题。你的推测没有理论依据...

好的  我看了，受教了
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24楼2017-05-11 11:07:05
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晶晶晶晶

木虫 (著名写手)
引用回帖:
23楼: Originally posted by lsh200100 at 2017-05-11 10:45:26
容量突然变大的问题，你说的也没有道理。还是要用科学的思维看待问题。
或许测试环境温度升高了，或许电极间的气泡移位了，也有可能测试中断后续接的。...

测试房的温度没有变化，同时也没有中断后续接，但是电极间的气泡移位我就不甚了解了。
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25楼2017-05-11 11:09:57
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leida93

银虫 (初入文坛)
引用回帖:
18楼: Originally posted by 晶晶晶晶 at 2017-05-11 08:55:17
你好，你指的是硅与无定形碳的加工还是在涂布过程中的加工呢? 涂布是水性配方，CMC和SBR。...

硅负极你们也是自己做的吗？我指的是打浆涂布这个过程是不是不太好加工？

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26楼2017-05-11 14:02:19
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晶晶晶晶

木虫 (著名写手)
引用回帖:
26楼: Originally posted by leida93 at 2017-05-11 14:02:19
硅负极你们也是自己做的吗？我指的是打浆涂布这个过程是不是不太好加工？
...

是的  是我们做的硅负极。打浆涂布没什么大的问题啊，因为我配料时是成品石墨与硅负极混合使用的，只是改善了石墨负极涂布的配比。
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27楼2017-05-11 15:09:06
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腾飞的虫

木虫 (著名写手)
引用回帖:
21楼: Originally posted by 晶晶晶晶 at 2017-05-11 09:09:13
好的，谢谢。这个数据的波动能否反应材料的真实循环性能吗？后期上升的原因您和我分析的是一样的。我用的是水性配方，CMC与SBR，对应的面密度大概在1.5左右。...

不能，一个电池说明不了什么的。
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28楼2017-05-11 17:36:11
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奋斗的蝼蚁

新虫 (初入文坛)
★
晶晶晶晶(金币+1): 谢谢参与
我也是做这个的，多多交流

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29楼2017-05-15 12:14:55
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晶晶晶晶

木虫 (著名写手)
引用回帖:
29楼: Originally posted by 奋斗的蝼蚁 at 2017-05-15 12:14:55
我也是做这个的，多多交流

多多交流呀！你做的怎么样？
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30楼2017-05-16 13:58:20
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奋斗的蝼蚁

新虫 (初入文坛)
我用的PVDF ，一般般，在测试，不知道怎么样

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31楼2017-05-16 14:36:48
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古雨月林

木虫 (著名写手)
★
晶晶晶晶(金币+1): 谢谢参与
跟你的粒径，涂布是否均匀也有关系，你说的那两个原因我也认同，你的粒径是很大才不得不涂这么厚吗，压实是多少呢

发自小木虫Android客户端
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32楼2017-05-24 11:07:00
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晶晶晶晶

木虫 (著名写手)
引用回帖:
32楼: Originally posted by 古雨月林 at 2017-05-24 11:07:00
跟你的粒径，涂布是否均匀也有关系，你说的那两个原因我也认同，你的粒径是很大才不得不涂这么厚吗，压实是多少呢

通过沥青包覆后的多晶硅-无定型炭会粘结在一起，难以制成合适粒度的颗粒，所以粒度范围较宽，10-100μm不等，所以只能涂厚一点
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33楼2017-05-24 15:34:34
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晶晶晶晶

木虫 (著名写手)
引用回帖:
32楼: Originally posted by 古雨月林 at 2017-05-24 11:07:00
跟你的粒径，涂布是否均匀也有关系，你说的那两个原因我也认同，你的粒径是很大才不得不涂这么厚吗，压实是多少呢

涂了一面，未做压实密度
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34楼2017-05-24 15:35:20
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古雨月林

木虫 (著名写手)
引用回帖:
33楼: Originally posted by 晶晶晶晶 at 2017-05-24 15:34:34
通过沥青包覆后的多晶硅-无定型炭会粘结在一起，难以制成合适粒度的颗粒，所以粒度范围较宽，10-100μm不等，所以只能涂厚一点...

可以研磨啊，或者条件允许的话用喷雾干燥，粉碎机等等

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35楼2017-05-24 19:14:18
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fengzi120

新虫 (初入文坛)
★
晶晶晶晶(金币+1): 谢谢参与
请问你的设计容量是多少?
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37楼2017-07-06 15:13:07
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简单回复
美羊羊1233215楼
2017-05-10 16:43   回复  
晶晶晶晶(金币+1): 谢谢参与
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喜洋洋1233216楼
2017-05-10 16:47   回复  
晶晶晶晶(金币+1): 谢谢参与
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纳米材料7539楼
2017-05-10 17:13   回复  
晶晶晶晶(金币+1): 谢谢参与
dsctg10楼
2017-05-10 17:20   回复  
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slytjiaofei12楼
2017-05-10 17:31   回复  
晶晶晶晶(金币+1): 谢谢参与
冬日曙光14楼
2017-05-10 17:40   回复  
晶晶晶晶(金币+1): 谢谢参与
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syhorchid16楼
2017-05-10 18:51   回复  
晶晶晶晶(金币+1): 谢谢参与
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