优化碳质涂层以消除高性能硅阳极的电化学界面极化优化碳质涂层以消除高性能硅阳极的电化学界面极化

• 作者: 齐志燕 戴丽琴 王哲帆 谢莉婧 陈景鹏 成家瑶 宋歌 李晓明 孙国华 陈成猛
• 来源期刊: 新型炭材料
• 学科: 工学
• 关键词: 硅碳复合物 晶体结构 孔结构 失效机制 极化
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 研究论文|Research articles
• 页码范围: 245-258
• 页数: 14页
• 分类号: TB33
• 语种: 中文
• DOI: 10.1016/S1872-5805(22)60580-8

摘要

有序碳和无序碳都普遍被用作硅(Si)的复合材料.但是具有不同结晶度和孔结构的碳对硅基负极电化学性能的影响仍存在争议.本工作在严格控制碳含量和表面官能团的基础上,选择沥青(Pitch)和酚醛树脂(PR)作为有序碳和无序碳的前驱体,制备了硅碳复合材料(Si@C)并系统地研究了其电化学行为.有序的晶体结构有利于复合物中的电子传输,中孔和大孔有利于锂离子的扩散.具有有序结构和小孔容的碳质涂层为Si的膨胀提供了很好的缓冲,电极在50次循环后仍保持结构完整性.然而,无序和多孔的结构降低了结构的稳定性并产生了很大的极化,这使得循环过程中体积不断膨胀,导致电化学性能较差.Si@C-Pitch在5 A g?1下的容量是Si@C-PR的8倍,在0.5 A g?1下100次循环后的容量保持率是Si@C-PR的1.9倍.该研究可为Si@C负极中炭材料的选择提供了理论指导.