新型核壳结构硅碳复合负极材料的制备及电化学性能

• 作者: 金恒超 孙骞 王际童 马成 凌立成 乔文明
• 来源期刊: 新型炭材料
• 关键词: 硅碳复合 负极材料 化学气相沉积 碳纳米纤维
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 研究论文|Research articles
• 页码范围: 390-400
• 页数: 11页
• 分类号: TB33
• 语种: 中文
• DOI: 10.1016/S1872-5805(21)60023-15

摘要

通过对氧化硅预处理得到多组分硅pSi(Si、SiO、SiO2),再利用化学气相沉积法(CVD)设计了具有核壳结构的pSi与碳纳米纤维(CNF)的复合材料(pSi-CNF).多组分硅中Si、SiO提供电化学可逆容量,SiO2可以抑制硅的体积膨胀;碳纳米纤维包覆形成的壳层结构可以有效提高复合材料的导电性,同时进一步抑制硅的体积膨胀保持核壳结构的完整.通过SEM、TEM、EDS、XRD、Raman和XPS对复合物的微观结构进行分析.结果表明:pSi-CNF的粒径为5～20μm,碳纳米纤维的直径为5～40 nm,pSi-CNF复合材料中含有Si、SiO和SiO2多种组分硅,有明显特征峰;碳纳米纤维均匀包覆于硅表面,形成核壳结构.电化学性能测试表明,在0.2 A·g?1的电流密度下,经100次循环后其可逆容量为1411 mAh·g?1,容量保持率为74％,具有良好的循环稳定性和较高的可逆容量;在1 A·g?1的电流密度下,经300次循环后其可逆容量为735 mAh·g?1,容量保持率为86％,且具有良好的倍率性能.