锂离子电池负极材料Si@C/SiOx的制备及其电化学性能

• 作者: 刘占军 宋燕 李肖 杨桃 田晓冬 郭全贵
• 来源期刊: 无机材料学报
• 学科: 工学
• 关键词: 锂离子电池 硅@碳/硅氧化物复合材料 核壳结构 循环稳定性
• 年，卷（期）: 2017,（7）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 699-704
• 页数: 6页
• 分类号: TQ15
• 字数: 3139字
• 语种: 中文
• DOI: 10.15541/jim20160516

摘要

硅理论比容量高,放电平台低,是商业化锂离子电池石墨负极的替代材料之一,但是其充放电循环中体积变化大,容量衰减迅速,制约了其商业化使用.本研究通过一步法制备了具有核壳结构的硅@碳/硅氧化物(Si@C/SiOx),将其作为锂离子电池负极材料.采用SEM、TEM、XRD、XPS等手段对所制备材料的微观形貌、结构以及组分进行了分析,并对其进行了相关的电化学测试.结果表明,Si@C/SiOx核壳材料比Si@C核壳材料具备更优良的电化学性能.在200 mA/g电流密度下,循环45次后,Si@C的容量保持率为60.2%;而当C/SiOx作为Si核外壳时,200 mA/g电流密度下,循环45次后,Si@C/SiOx比容量值为787.2 mAh/g,容量保持率提高到87.3%.这主要是由于C与SiOx复合后,外壳的机械强度大于碳壳,能够较好地缓冲Si体积膨胀产生的巨大应力,从而保证结构的完整性,提高了硅基负极材料的商业化应用的可能性.