鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:830次 | 2021年04月21日
膠體模板法如何制備鋰離子電池硅碳負(fù)極材料??
硅基材料由于其具有較高的容量和低放電電位的優(yōu)點(diǎn),是作為高能量密度鋰離子電池最有前景的候選材料。然而,硅在嵌鋰之后會出現(xiàn)巨大的體積膨脹(~300%),從而導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)破壞,形成持續(xù)不穩(wěn)定的固體電解質(zhì)界面(SEI),這極大地阻礙了硅基負(fù)極材料在實(shí)際電池中的應(yīng)用。
為了解決這些缺點(diǎn),研究者對具有新型結(jié)構(gòu)的硅基材料進(jìn)行了大量的研究,包括納米結(jié)構(gòu)的硅和硅/碳復(fù)合材料。然而,減小硅顆粒尺寸對性能的改善程度有限,硅表面暴露于電解液中仍會造成較低的庫倫效率和容量衰減。
目前,碳包覆納米硅被認(rèn)為是提高硅基負(fù)極電化學(xué)性能的最有效策略之一。一方面,碳?xì)す?yīng)了體積變化的空間;另一方面,碳?xì)け砻嫘纬煞€(wěn)定的SEI膜,有利于庫倫效率的提高和容量的保持。
近日,華東理工大學(xué)龍東輝教授和美國加州大學(xué)河濱分校郭居晨教授(共同通訊)以ColloidalSynthesisof[email protected]CompositeMaterialsforLithium-IonBatteries為題在Angew.Chem.Int.Ed上發(fā)表文章報(bào)道了一種新型碳/硅復(fù)合材料。
兩種不同的方法([email protected]@CHD)得到的材料,由于納米硅顆粒在炭載體中的分散形式不同,將其作為鋰離子電池負(fù)極材料,也表現(xiàn)出不同的性能。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
結(jié)果表明納米硅顆粒在炭殼層中更均勻的分散,其循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能也更優(yōu)異?;趯?shí)際應(yīng)用的考慮,將其作為添加劑與天然石墨混合,所制備的Si/C負(fù)極可逆容量可達(dá)600mAhg-1(3.1mgcm-2)和450mAhg-1(4.5mgcm-2)。
一:[email protected]
(a)[email protected];
(b)[email protected]
二:[email protected]
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
(a)[email protected]?線;
(b)[email protected]
三:[email protected]
(a)[email protected];
(b)[email protected]
四:[email protected]
(a)[email protected]?線;
(b)[email protected]
五:[email protected]
(a)[email protected];
(b)[email protected];
(c)[email protected]mAg-1和500mAg-1電流密度下的循環(huán)性能和庫倫效率曲線;
(d)[email protected]mAg-1電流密度下的充放電曲線。