【摘要】：以納米Si顆粒為核心,正硅酸四乙酯(TEOS)為SiO_2源,采用Stober法在Si表面包覆一層SiO_2,再以多巴胺為碳源,通過碳化處理將SiO_2表面的聚多巴胺層轉(zhuǎn)化成碳層。最后,用HF刻蝕SiO_2并留下空隙,得到Si@void@C復(fù)合納米顆粒。利用X射線衍射、掃描電鏡、透射電鏡和恒流充放電測(cè)試對(duì)材料的物相、微觀形貌和電化學(xué)性能進(jìn)行表征。結(jié)果表明,在0.1 A·g~(-1)電流密度下,Si@void@C負(fù)極材料充放電循環(huán)100次后充電比容量仍然有1 319.5 mAh·g~(-1),容量保持率為78.4%,表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。
【圖文】：

即鐚?得到的納米Si材料的XRD圖只出現(xiàn)的特征峰(2θ=28.443°、47.304°、56.124°、69.132°和76.378°)對(duì)應(yīng)于立方相納米硅(PDFNo.27-1402)，沒有出現(xiàn)明顯的SiO2特征峰，說明Si為純硅相。未去除SiO2的Si@SiO2@C材料的XRD圖中相應(yīng)的出現(xiàn)無定形SiO2特征峰。HF刻蝕SiO2之后，得到Si@void@C材料的XRD圖，圖中未出現(xiàn)明顯的無定形SiO2特征峰，說明SiO2基本去除干凈，同時(shí)C的特征峰沒有出現(xiàn)，說明包覆的碳為無定形熱解碳。Si的特征峰未發(fā)生明顯變化，說明包覆過程未對(duì)Si的晶體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。圖2a是納米純Si粉的SEM圖，納米純Si粉的直徑為30~120nm。圖2b是為Si@SiO2材料的TEM圖，由圖可知，SiO2均勻地包覆在硅表面，包覆厚度在5~25nm之間。圖2c和2d分別為Si@SiO2@C材料的TEM和HR-TEM圖，從圖中可以看到明顯的Si@SiO2@C層狀結(jié)構(gòu)，，碳層的厚度約為10nm。圖3所示的是Si@void@C復(fù)合材料的TEM圖。從圖中可以明顯看到，不同尺寸的納米硅顆粒被外部的碳層均勻包裹著，硅核與碳?xì)ぶg的空隙圖2(a)純納米Si粉的SEM圖;(b)Si@SiO2材料的TEM圖;(c)Si@SiO2@C材料的TEM圖;(d)Si@SiO2@C材料的HR-TEM圖Fig.2(a)SEMimageofthepureSinanopowder;(b)TEMimageoftheSi@SiO2composites;(c)TEMimageoftheSi@SiO2@Ccomposites;(d)HR-TEMimageoftheSi@SiO2@Ccomposites圖1Si、SiO2、Si@SiO2@C和Si@void@C的XRD圖Fig.1X-raydiffractionpatternsoftheSi,SiO2,Si@SiO2@CandSi@void@Ccomposites1765

Si@void@C的TEM圖

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本文編號(hào)：2559973