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作者:刘曙民;陆佳欣;公绪春;王际童;
单位:华东理工大学化学工程联合国家重点实验室;中国石化济南分公司;
摘要:硅基负极材料具有比容量高(3 579 mAh/g)和来源广泛的优势,但是充放电过程中产生的巨大体积效应(~300%)会导致材料性能衰减严重。多孔硅结构在体积膨胀的过程中可以借助内部孔隙缓解部分机械应力,避免材料的破裂粉碎,从而改善硅基负极的循环性能;但是高孔隙会降低负极材料的储锂能力,在形成SEI膜上消耗更多的Li~+。本实验选择微米硅铝合金为原料,酸蚀得到多孔硅,采用沥青甲苯可溶物作为炭前驱体浸渍处理,在多孔硅表面形成包覆,最后经过高温炭化得到“内外一体”的碳导电网络,作为锂离子电池负极材料,在0.2 A/g电流密度下的首圈理论比容量为1 755.06 mAh/g, 150圈后的稳定容量为915.19 mAh/g;倍率方面,随着电流密度的提高,其比容量阶梯式下降,在2.0 A/g下的比容量稳定在563.4 mAh/g,容量保持率相比于多孔硅PSi更高。
关键词:多孔硅;沥青浸渍;炭硅负极材料;电化学性能
基金资助:国家自然科学基金面上项目(U21A2060,22178116,21978097)