Si是一種很有前途的Li離子電池負極材料。為解決其巨大體積形變導(dǎo)致的容量衰退快、循環(huán)壽命短等問題,采用簡單的攪拌和熱還原,利用聚乙二醇衍生的薄碳修飾Si納米顆粒（C-PEG@Si NPs）,并通過石墨烯的橋聯(lián)來制備具有多級包覆結(jié)構(gòu)的石墨烯橋聯(lián)C-PEG包覆的Si納米顆粒（graphene@C-PEG@Si NPs）復(fù)合材料。利用SEM、 TEM、 X射線衍射、恒流充放電測試等一系列表征測試方法對材料結(jié)構(gòu)、物相和電化學(xué)性能進行分析。C-PEG與石墨烯涂層可有效地減小Li離子儲存過程中Si對電解質(zhì)的暴露面積并緩解其體積膨脹。研究結(jié)果表明,相比純Si, graphene@C-PEG@Si NPs復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能,在210 mA/g的電流密度下,經(jīng)過100次循環(huán)可逆比容量仍高達1 032 mA·h/g,電極在4 200 mA/g的大電流密度下循環(huán)100次,其比容量仍保持在430 mA·h/g以上。 

【文章來源】：復(fù)合材料學(xué)報. 2020,37(04)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

石墨烯橋聯(lián)碳-聚乙二醇包覆的Si納米顆粒(graphene@C-PEG@Si NPs)復(fù)合材料的SEM圖像((a)、 (b))和TEM圖像((c)、 (d))

圖2(a)是graphene@C-PEG@Si NPs復(fù)合材料的XRD圖譜。XRD圖譜中顯示位于28.5°、 47.2°和56.0°的尖銳衍射峰, 分別對應(yīng)于Si的(111)、 (220)和(311)晶面(JCPDS, No.2714-1402)[21]。而中心位置在23.5°處的衍射峰歸屬于石墨的(002)晶面。graphene@C-PEG@Si NPs復(fù)合材料的Raman光譜如圖2 (b)所示, 位于520 cm-1的尖銳峰對應(yīng)于結(jié)晶Si的特征散射峰, 波數(shù)在1 350和1 600 cm-1處的Raman峰分別是碳材料的D峰(無序C)、 G峰(石墨C)[22]。上述結(jié)構(gòu)表明了graphene@C-PEG@Si NPs復(fù)合材料中石墨烯和Si納米顆粒的存在。圖3 graphene@C-PEG@Si NPs復(fù)合材料的N2吸附-脫附等溫曲線(a)和TG曲線(b)

圖2 graphene@C-PEG@Si NPs復(fù)合材料的XRD圖譜(a)和Raman圖譜(b)2.3 graphene@C-PEG@Si NPs復(fù)合材料的比表面積和熱穩(wěn)定性

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Research progress on silicon/carbon composite anode materials for lithium-ion battery[J]. Xiaohui Shen,Zhanyuan Tian,Ruijuan Fan,Le Shao,Dapeng Zhang,Guolin Cao,Liang Kou,Yangzhi Bai.  Journal of Energy Chemistry. 2018(04)
[2]鋰離子電池正極材料LiNi0.8Co0.15Al0.05O2的制備與性能[J]. 饒帆,陳愛華,趙永彬.  復(fù)合材料學(xué)報. 2018(04)



本文編號：3397641