利用直流電弧等離子體蒸發(fā)法合成硅納米粒子（SiNPs）,粒徑為20³0 nm。采用對氨基苯甲酸（ABA）處理SiNPs,并在ABA-SiNPs表面進行苯胺（ANi）原位化學(xué)氧化聚合,形成核/殼型聚苯胺包覆硅納米復(fù)合粒子（PANi-SiNPs）。FTIR、DSC、XRD、TEM等分析結(jié)果表明,ABA與SiNPs之間形成了化學(xué)鍵,粒子表面引入了ANi基團,復(fù)合粒子中PANi質(zhì)量含量約為62%。電化學(xué)性能測試表明,PANi包覆層的存在大幅度提高了SiNPs的循環(huán)穩(wěn)定性能,在100 mA·g^-1的電流密度下循環(huán)100次后,電池容量保持率為92.5%,遠高于未改性的SiNPs的性能。聚苯胺包覆改性SiNPs,改善其導(dǎo)電性能的同時,可以極大地緩沖充/放電過程中的體積變化,提高電極的循環(huán)穩(wěn)定性能。 

【文章來源】：無機化學(xué)學(xué)報. 2017,33(12)北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

硅納米粒子(SiNPs)ABA表面改性及苯胺原位聚合反應(yīng)機理;(b)SiNPs包覆改性示意圖

，表明PANi包覆層較為粗糙，厚度約為2~5nm，形成了完整PANi包覆SiNPs的核/殼結(jié)構(gòu)。同時，包覆層間由PANi相互連接，形成了鑲嵌SiNPs的三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有助于緩沖嵌/脫鋰離子過程中SiNPs的體積變化，保持導(dǎo)電聯(lián)絡(luò)，有效地提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性能。2.2Si納米粒子有機表面改性及含量利用FTIR可以獲得Si納米粒子表面及其有機改性產(chǎn)物的化學(xué)鍵信息，圖4為ABA、PANi有機物質(zhì)及其對SiNPs包覆產(chǎn)物的FTIR圖譜，其中ABA譜線(a)中1660cm-1處為羧酸的羰基吸收峰，在ABA-SiNPs譜線(c)中該吸收峰消失，并在1505圖3TEM圖像(a,b)為制備態(tài)SiNPs;(c,d)為PANi包覆SiNPsFig.3TEMimagesoftheas-preparedSiNPs(a,b);andPANi-SiNPs(c,d)圖2X射線衍射圖:(a)制備態(tài)SiNPs;(b)ABA-SiNPs;(c)PANi-SiNPsFig.2XRDpatternsofSiNPsmadebyDCarc-discharge(a),ABA-SiNPs(b)andPANi-SiNPs(c)2265

緯閃訟?嵌SiNPs的三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有助于緩沖嵌/脫鋰離子過程中SiNPs的體積變化，保持導(dǎo)電聯(lián)絡(luò)，有效地提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性能。2.2Si納米粒子有機表面改性及含量利用FTIR可以獲得Si納米粒子表面及其有機改性產(chǎn)物的化學(xué)鍵信息，圖4為ABA、PANi有機物質(zhì)及其對SiNPs包覆產(chǎn)物的FTIR圖譜，其中ABA譜線(a)中1660cm-1處為羧酸的羰基吸收峰，在ABA-SiNPs譜線(c)中該吸收峰消失，并在1505圖3TEM圖像(a,b)為制備態(tài)SiNPs;(c,d)為PANi包覆SiNPsFig.3TEMimagesoftheas-preparedSiNPs(a,b);andPANi-SiNPs(c,d)圖2X射線衍射圖:(a)制備態(tài)SiNPs;(b)ABA-SiNPs;(c)PANi-SiNPsFig.2XRDpatternsofSiNPsmadebyDCarc-discharge(a),ABA-SiNPs(b)andPANi-SiNPs(c)2265


本文編號：2992311