編號(hào):CPJS04050
篇名:高容量鋰離子電池核殼型硅/碳復(fù)合電極材料的制備與性能
作者:王存國(guó)[1] ;潘璇[1] ;張雷[1] ;朱孟康[1] ;李德凱[1] ;刁玲博[1] ;李偉彥[2]
關(guān)鍵詞:聚乙烯吡咯烷酮 納米硅 炭黑 核殼結(jié)構(gòu)電極材料 鋰離子電池
機(jī)構(gòu): [1]青島科技大學(xué)橡塑材料與工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東省橡塑材料與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,青島266042; [2]山東招金地質(zhì)勘查有限公司,煙臺(tái)265400
摘要: 通過自組裝方式采用一步法制備了鋰離子電池硅碳復(fù)合電極材料。使用X射線衍射儀( XRD)、透射電子顯微鏡( TEM)和掃描電子顯微鏡( SEM)等對(duì)樣品結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。結(jié)果表明,聚乙烯吡咯烷酮( PVP)包覆的納米硅顆粒(Si@PVP)均勻嵌入到具有三維網(wǎng)絡(luò)納米孔結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電石墨化炭黑(GCB)骨架中,形成核殼復(fù)合型( Si@PVP-GCB)納米顆粒,既提高了該復(fù)合電極材料的導(dǎo)電性能,又改善了材料的機(jī)械強(qiáng)度。在納米級(jí)GCB顆粒內(nèi)部存在的中空石墨環(huán)結(jié)構(gòu)和包覆在納米Si顆粒外面的PVP包覆層都有效緩沖了納米Si顆粒在充放電過程中較大的體積變化,從而使納米Si顆粒更加穩(wěn)定。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明, Si@PVP-GCB 電極材料在電流密度為50 mA/g時(shí),經(jīng)過100次循環(huán)后其可逆容量仍達(dá)到545 mA·h/g時(shí),遠(yuǎn)高于商品化的石墨微球( GMs)電極材料的容量(理論容量為372 mA·h/g)。