黄结构的YS-Si@N-合碳来源于共价有机框架,用于增强储存
1National Engineering Research Center for Carbohydrate Synthesis/Key Lab of Fluorine and Silicon for Energy Materials and Chemistry of Ministry of Education, College of Chemistry and Chemical Engineering, Jiangxi Normal University, 99 Ziyang Road, Nanchang 330022, China.
Journal of colloid and interface science
|February 14, 2024
概括
研究人员为离子电池开发了N-doped碳涂层的纳米粒子,具有黄皮外结构. 这种设计有效地管理了.
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) 是离子电池 (LIB) 的一个有前途的阳极材料,因为它具有很高的理论容量.
- 在充电/放电过程中Si的显著体积膨胀阻碍了其实际应用.
- 蛋黄外结构对于减轻LIB阳极Si体积膨胀至关重要.
研究的目的:
- 使用共价有机框架 (COFs) 合成具有黄结构的N-化碳涂层Si纳米粒子 (SiNPs) (YS-Si@NC-60).
- 为了研究YS-Si@NC-60作为LIBs的阳极材料的电化学性能.
- 展示一个创建先进Si-C纳米复合材料的无模板策略.
主要方法:
- 制备N-doped碳涂层Si纳米颗粒 (SiNPs) 具有来自COFs的蛋黄外结构.
- 纳米复合材料的结构和形态的表征.
- 在LIBs中作为阳极的YS-Si@NC-60的电化学测试,包括循环稳定性和库伦比效率测量.
主要成果:
- YS-Si@NC-60表现出独特的黄皮外结构与N-doped碳外.
- 化碳外可以促进+的运输,并提供额外的储存地点.
- 内部空隙有效地减轻了SiNPs的体积膨胀.
- 阳极表现出高循环稳定性,在110个循环后在0.1 A g-1下保持1446 mAh g-1.
- 获得了82.2%的初始库伦比克效率.
结论:
- 黄皮外结构是基于Si的阳极的优良电化学性能的关键.
- 来自COF的N-化碳涂层增强了Li+的储存和稳定性.
- 这种无模板的方法为设计LIBs的高性能Si-C纳米复合材料提供了一个新的途径.
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