Si/TiO2复合碳纳米纤维的制备及其性能

• 作者: 邢宇声 胡毅 程钟灵
• 来源期刊: 纺织学报
• 关键词: 复合碳纳米纤维 功能纤维 储能纤维 静电纺丝 炭化处理 球磨混合 电化学性能
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 纤维材料|Fiber Materials
• 页码范围: 36-43
• 页数: 8页
• 分类号: TS195|TG15
• 语种: 中文
• DOI: 10.13475/j.fzxb.20200501508

摘要

为改善硅/碳纳米纤维的形貌结构并提升其储能性能,将球磨均匀的Si/TiO2粉末和聚丙烯腈(PAN)通过静电纺丝制得Si/TiO2/PAN纳米纤维膜,然后分别在氩气和氢气氛围中炭化得到Si/TiO2复合碳纳米纤维;优化了Si与TiO2的最佳配比与最适炭化温度,分析了纤维形貌、分子结构、元素分布对复合碳纳米纤维储能性能的影响.结果表明:在Si和TiO2质量比为1:2以及900℃炭化条件下,Si/TiO2复合碳纳米纤维具有良好的导电性,其纤维结构与形成的TiO2无序框架可有效缓解Si的体积膨胀和团聚,并显著提高锂离子电池的容量与循环稳定性;在0.2 mA/g电流密度下进行120次循环后,在氩气和氢气条件下炭化制备的复合碳纳米纤维的放电比容量分别为942和1212 mA·h/g,在氢气条件下炭化制备的复合碳纳米纤维拥有更加优异的倍率性能.