纳米硅/石墨负极材料的炭包覆改性研究

TM912; 硅颗粒的低负载量及其与石墨基体的弱相互作用严重制约了硅/石墨负极材料的商业化应用.本研究通过浓硫酸和高锰酸钾的氧化处理增大石墨基体的比表面积,利用十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂,改善纳米硅与氧化石墨湿法混合的均匀性,采用柠檬酸催化蔗糖碳源的水解,以便热解后在复合材料表面形成完整的炭包覆层.XRD与SEM分析表明,改进的炭包覆工艺可促进氧化石墨的还原,获得高石墨化度的碳硅复合材料,并实现硅颗粒在石墨基体中的均匀分散.上述协同效应使炭包覆的纳米硅/石墨负极材料在100 mA·g-1的电流密度下循环100圈后比容量仍能稳定在400 mAh·g-1左右,在提升比容量的基础上,有效抑制了硅...

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Published in功能材料 Vol. 52; no. 3; pp. 3130 - 3134
Main Authors 杨尚泽, 梁江, 冯斌, 刘鹏, 杨现锋, 刘其城
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 长沙理工大学材料科学与工程学院,长沙410014 30.03.2021
Subjects
界面结合
石墨
循环稳定性
纳米硅
炭包覆
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ISSN1001-9731
DOI10.3969/j.issn.1001-9731.2021.03.019

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Summary:TM912; 硅颗粒的低负载量及其与石墨基体的弱相互作用严重制约了硅/石墨负极材料的商业化应用.本研究通过浓硫酸和高锰酸钾的氧化处理增大石墨基体的比表面积,利用十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂,改善纳米硅与氧化石墨湿法混合的均匀性,采用柠檬酸催化蔗糖碳源的水解,以便热解后在复合材料表面形成完整的炭包覆层.XRD与SEM分析表明,改进的炭包覆工艺可促进氧化石墨的还原,获得高石墨化度的碳硅复合材料,并实现硅颗粒在石墨基体中的均匀分散.上述协同效应使炭包覆的纳米硅/石墨负极材料在100 mA·g-1的电流密度下循环100圈后比容量仍能稳定在400 mAh·g-1左右,在提升比容量的基础上,有效抑制了硅在循环过程中的体积膨胀.
ISSN:1001-9731
DOI:10.3969/j.issn.1001-9731.2021.03.019