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近年来随着柔性电子器件的飞速发展,柔性锂离子电池进入了人们的视野,在柔性锂离子电池中起着重要作用的负极材料成为储能领域研究的热点。对柔性锂离子电池负极材料高循环性能,稳定倍率性能以及制备成本低,制备方法简单易操作的要求,本论文使用自主搭建的气电联纺设备,高效地制备了锂离子电池负极材料的具有柔性的掺氮/硅多孔碳纳米纤维布。论文系统研究了氨气活化的时间、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的添加量以及三聚氰胺和纳米硅的添加量对碳纳米纤维电化学性能的影响,并确定了最优的配比和工艺参数。本论文以聚丙烯腈(PAN)为碳源,利用气电联纺技术得到纤维布,再经过预氧化,碳化后对不同氨气活化时间对碳纤维的影响做出研究。实验研究显示氨气活化时间30 min时,碳纤维所表现出的电化学性能以及柔性最好。在研究掺氮量前,先以一定量的聚丙烯腈为碳源,再添加一定量的石墨烯与三聚氰胺,对不同PMMA的添加量对电池性能的影响做出研究,结果显示当PMMA的添加量为PAN质量的100%时,材料的电化学性能最优。在确定了最优的氨气活化时间与PMMA的添加量后,对三聚氰胺的添加量进行研究,结果显示当三聚氰胺添加量为PAN质量的100%时,柔性掺氮多孔碳纤维锂离子电池负极材料首次可逆容量为1108.9 m Ah/g,循环100次后还能保持在954.3 m Ah/g。表现出的循环及倍率性能是所有掺氮比例中最好的。为了使碳纤维的可逆容量更高,本文选用纳米硅材料作为三聚氰胺的替代品。硅材料的理论容量为4200 m Ah/g,是负极材料中容量最高的,但是300%的体积膨胀限制了硅材料的应用。因此为硅材料提供预制膨胀空间成为了关键,从柔性掺氮多孔碳纤维中可以看到纤维中存在大量微孔和介孔,这有效的为硅材料提供了预制膨胀空间。在研究掺硅量之前,先以一定量的聚丙烯腈为碳源,再添加一定量的石墨烯与纳米硅,对不同PMMA的添加量对电池性能的影响做出研究,结果显示当PMMA的添加量为PAN质量的150%时,材料的电化学性能最优。在确定了最优的PMMA添加量后,对纳米硅的添加量进行研究,结果显示当纳米硅添加量为PAN质量的10%时,柔性掺硅多孔碳纤维锂离子电池负极材料表现出1737.2 m Ah/g的超高首次可逆容量,循环100次后还能保持在985.3 m Ah/g。表现出的循环及倍率性能是所有掺硅比例中最好的。但循环稳定性不如柔性掺氮多孔碳纤维锂离子电池负极材料。