易于合成SiO-石墨复合材料,以实现实际可访问的高能量密度离子电池阳极
Yupeng Xiao1, Yangyang Mao1, Tianle Li1
1School of Energy and Power Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, P. R. China.
ACS applied materials & interfaces
|September 20, 2023
概括
这项研究引入了用于离子电池 (LIB) 的新型二氧化/碳复合材料. 这种新材料提高了能量密度和耐用性,克服了二氧化阳极的关键限制.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 基于二氧化 (SiO2) 的材料为离子电池 (LIB) 提供了高的理论容量.
- 低电子导电性和显著的体积膨胀是SiO2阳极的主要缺点.
- 现有的SiO2/碳复合材料的能量密度不足以适用于实际应用.
研究的目的:
- 为先进的SiO2/碳复合材料开发一种简单的合成方法.
- 为了提高LIB阳极的能量密度和电化学性能.
- 为解决基于SiO2的LIB材料的体积膨胀和导电性问题.
主要方法:
- 使用无形碳,空心SiO2 (H-SiO2) 和球形天然石墨 (SNG) 制造SNG/H-SiO2@C复合材料.
- 合成复合材料的结构和电化学特性.
- 评估电池性能,包括可逆容量,循环稳定性和体积变形.
主要成果:
- 这种SNG/H-SiO2@C复合材料实现了高可逆容量465 mAh g-1.
- 在0.5°C的500个循环后,表现出优异的耐用性,93%的容量保留.
- 在高压缩时显示出14%的重力测量能量密度改善和适度体积变形 (14.3%).
结论:
- 开发的SNG/H-SiO2@C复合物有效地减轻了体积膨胀,并增强了Li+迁移.
- 这种材料代表了高性能离子电池的有希望的阳极.
- 易于合成和改进的特性为基于SiO2的LIBs的实际应用铺平了道路.
