酸浸蚀Al-Si合金制备锂离子电池高性能多孔硅负极材料

• 作者: 张平 朱凱 李纯莉 江志裕 郝世吉
• 来源期刊: 电化学
• 学科: 化学
• 关键词: 锂离子电池 多孔硅 硅电极 铝硅合金 氟化碳酸乙烯酯
• 年，卷（期）: 2014,（1）
• 所属期刊栏目: 研究快讯
• 页码范围: 1-4
• 页数: 4页
• 分类号: O646
• 语种: 中文
• DOI: 10.13208/j.electrochem.130426

摘要

本文首次提出利用酸浸蚀Si-Al(含Al80％)合金粉末的方法制备多孔硅材料.分析表明,制得的多孔硅材料为晶体,并具有由纳米颗粒结集成的海绵状多孔结构,其粒径约20 μm,比表面102.7m2·g1.多孔硅电极按多孔硅∶导电碳∶粘结剂=1∶1∶1 (by mass)涂成.在添加15％(by mass)氟化碳酸乙烯酯(FEC)的1 mol·L-1 LiPF6/EC+DMC(1∶1,by volume)电解液,在100 mA·g-1电流密度充放电,多孔硅电极的首次放电比容量2072mAh·g1 Si.经237次充放电循环后,其放电容量仍可保持在1431mAh·g-1Si,显示了相当高的充放电稳定性.这归因于其海绵状多孔结构有足够的微空间以承受充电过程中硅的急剧膨胀.硅微粒的纳米尺寸有利于锂在Li-Si合金中的扩散.纳米硅微粒可牢固地联成一整体,不易因膨胀、收缩而粉化断裂.这种构筑多孔硅负极材料的新方法操作简便、成本低廉,有着很好的应用前景.