用于离子电池的高性能Si@C阳极,通过一种新的结构策略实现.
Jian Song1, Shengfeng Ke1, Pengkai Sun1
1Key Laboratory of Surface & Interface Science of Polymer Materials of Zhejiang Province, School of Chemistry and Chemical Engineering, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou, 310018, P. R. China. 09tqinghua@163.com.
Nanoscale
|August 14, 2023
概括
一个新的Si@FeNO@P复合阳极提供了改进的离子电池性能. 这种类似泡的多孔碳结构与嵌入的纳米粒子和铁化合物增强了循环耐用性和特定容量.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- (Si) 阳极对离子电池具有吸引力,这是由于其高容量和丰富性.
- 阳极在循环过程中由于体积膨胀而导致的循环稳定性不佳.
- 现有的Si/碳复合材料往往需要复杂的制备方法.
研究的目的:
- 开发一种基于Si的阳极,具有简单的制备过程和增强的电化学性能.
- 创建一种基于Si的新型复合结构,以减轻Si体积变化问题.
主要方法:
- 使用一种简单的混合,干燥和碳化方法来合成Si@FeNO@P复合物.
- 该复合材料具有Si纳米粒子在石墨化Fe3C/Fe3O4混合纳米粒子间隔的多孔碳矩阵内.
- 电化学性能被评估为循环耐用性,特异性容量和速率能力.
主要成果:
- Si@FeNO@P 阳极表现出极好的循环耐用性,特定容量 (1116.1 mAh g-1 在 250 个循环),和速率能力 (503.1 mAh g-1 在 5000 mA g-1).
- 独特的复合结构有效地适应循环期间的Si体积变化.
- 碳矩阵,Fe3C和Fe3O4衍生的Fe纳米粒子之间的协同效应有助于性能.
结论:
- Si@FeNO@P复合材料具有出色的电化学性能和简单的制备路径.
- 这种材料是先进离子电池应用的有希望的候选材料.
- 该研究提供了使用实用方法开发高性能Si基阳极的见解.


