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  1. NTU Theses and Dissertations Repository
  2. 工學院
  3. 化學工程學系
請用此 Handle URI 來引用此文件: http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/33947
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DC 欄位值語言
dc.contributor.advisor李克強
dc.contributor.authorSheng-Chung Wuen
dc.contributor.author吳憲昌zh_TW
dc.date.accessioned2021-06-13T05:49:43Z-
dc.date.available2007-07-20
dc.date.copyright2006-07-20
dc.date.issued2006
dc.date.submitted2006-07-06
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dc.identifier.urihttp://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/33947-
dc.description.abstract此研究主要重點放在於合成Si/C複合材料,其最終應用在鋰離子電池做為陽極材料,從文獻得知矽有較大之電容量,但矽在充放電時,往往體積膨脹太大,而破壞原本結構而造成結構上的破裂(crack),此原因為此研究之起源,為了改善矽體積變化大太,在合成方面定出三個合成目標如下:
1.在矽表面成長一層碳管。
2.合成出球形矽且顆粒大小約為30~60nm。
3.碳管包覆奈米矽。
上面合成主要針對矽體積變化太大進而改善此問題而設立,用此合成出新的Si/C結構來改善矽體積膨脹問題並提升其電容量做為往後鋰離子電池之陽極材料。



關鍵字:Si/C複合材料、電容量、碳管
zh_TW
dc.description.abstractThe major goal of this research is to synthesize Si/C composite materials using chemical vapor deposition method.The material serves as an anode material in the fabrication of Lithium-ion battery. Silicon possesses a large amount of capacity according to the literature,but it also exhibits the problem of dramatic volume expansion and shrinkage during charging and discharging. In order to slove the problem of volume expansion and shrinkage,three approaches are adopted to synthesize Si/C composite materials as follow:
1. Growing up the carbon nanotubes on the silicon surface。
2. Synthesizing nanosilicon of particle size in the range of 30~60nm。
3. Covering the nanosilicons with the carbon nanotubes。
We are used to improve the volume expansion problem and raise the capacity. The new Si/C composite materials produced with the above approaches.

Keyword: Si/C composite materials , carbon nanotubes , capacity
en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2021-06-13T05:49:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2006
en
dc.description.tableofcontents中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
目錄 Ⅲ
圖表目錄 V

第一章 前言與背景說明 1
1-1 前言 1
1-2 研究目的 3
1-3 鋰離子電池背景 4
1-4 電極材料及電解液 7
1-4-1陽極材料(anode material) 10
1-5 奈米碳管 16
1-5-1 奈米碳管成長構制 16
1-5-2奈米碳管的製備方法 20
第二章 實驗儀器及藥品 23
2-1 藥品規格 23
2-2 實驗步驟及流程圖 24
2-2-1 成長碳管製備 24
2-2-2 矽表面長碳管製備 24
2-2-3 奈米矽的製備 25
2-2-4 碳管包覆奈米矽的製備 25
2-3 計算通入矽源流量 31
2-4 樣品之物性測量 32
2-4-1 掃描式電子顥微鏡 32
第三章 結果與討論 33
3-1 合成奈米碳管 33
3-2矽表面長碳管 37
3-3合成奈米矽製備及碳管包覆奈米系製備 42
第四章 結論與建議 54
Reference 55
附錄A 58



圖表索引
表 1-1 typical density of soft carbon and hard carbon and
their calculated average interlayer distance 15
表 2-1 藥品規格 23
表 3-1 改變流量看其Si:C重量比 39
圖1-1 電池分類 4
圖1-2 鋰離子電池之工作原理 8
圖1-3 鋰離子電池之工作原理 9
圖1-4 specific charges of lithizted anode materials 11
圖1-5 volumes of these anode materials before and after
charge/discharge 11
圖1-6 structure of hexagonal graphite showing
ABAB stacking 13
圖1-7 structural model of lithum doped (a)graphite 14
圖1-8 conventional structure model for soft carbon (a)
stacking arrangement models by Franklin 14
圖1-9 (a)多層奈米碳管 (b)單層奈米碳管 17
圖1-10 奈米碳管對稱性 18
圖1-11 armchair、zigzag、chiral 18
圖1-12 奈米碳管成長機構 19
圖1-13 arc-discharge picture 21
圖1-14 arc-discharge method合成出的奈米碳管 21
圖1-15 chemical vapor deposition method 22
圖2-1 CVD儀器裝置圖 26
圖2-2 成長碳管實驗步驟流程圖 27
圖2-3 矽表面長碳管實驗步驟流程圖 28
圖2-4 合成奈米矽實驗步驟流程圖 29
圖2-5 碳管包覆奈米矽實驗步驟流程圖 30
圖3-1 Ni powder 之SEM粒徑圖 35
圖3-2 Ni powder 合成出之碳管 35
圖3-3 NiNO3+NaOH滴在石英片上之SEM圖 36
圖3-4 用合成Ni成長碳管 36
圖3-5 Si powder顆粒大小 39
圖3-6 Si:Ni=10:1成長碳管圖 40
圖3-7 Si:Ni=5:1之成長碳管圖 40
圖3-8 Si:Ni=5:1表面上之碳管圖 41
圖3-9 Si(CH3)3Cl在高溫裂解沉積於石英管壁中 44
圖3-10 Si(CH3)3Cl在石英管壁上沉積之固體之EDS圖 44
圖3-11 當T=500~600度下之Si/Ni化合物 45
圖3-12 當T=500~600度,Si/Ni化合物之微觀圖 45
圖3-13 在T=500~600度時,Si/Ni化合物之EDS圖 46
圖3-14 用NiNO3當觸媒在T=750度下,SiCl4裂解沉積圖 49
圖3-15用NiNO3當觸媒在T=750度下,SiCl4裂解沉積之EDS圖49
圖3-16用NiNO3當觸媒在T=750度下,碳管包覆nanosilicon 50
圖3-17 碳管完整包覆奈米矽 50
圖3-18用NiNO3當觸媒在T=900度下,SiCl4裂解沉積圖 51
圖3-19用NiNO3當觸媒在T=900度下,SiCl4裂解裂解放大圖 51
圖3-20用NiNO3當觸媒在T=900度下,SiCl4裂解沉積EDS圖 52
圖3-21未除水分清況下通SiCl4作反應 53
dc.language.isozh-TW
dc.title合成Si/C複合材料zh_TW
dc.titleSynthesis of Si/C composite materialsen
dc.typeThesis
dc.date.schoolyear94-2
dc.description.degree碩士
dc.contributor.oralexamcommittee吳乃立,黃淑娟
dc.subject.keywordSi/C複合材料,電容量,碳管,zh_TW
dc.subject.keywordSi/C composite materials,carbon nanotube,capacity,en
dc.relation.page62
dc.rights.note有償授權
dc.date.accepted2006-07-07
dc.contributor.author-college工學院zh_TW
dc.contributor.author-dept化學工程學研究所zh_TW
顯示於系所單位:化學工程學系

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