用添加的三维多孔碳框架/碳外封装的复合材料用于高性能离子电池阳极
Junkai Zhao1, Bo Wang1, Ziheng Zhan2
1Energy Research Institute of Shandong Academy of Sciences, Qilu University of Technology (Shandong Academy of Sciences), Jinan 250014, China.
Journal of colloid and interface science
|March 16, 2024
概括
用添加的3D多孔碳框架/碳外封装 (B-3DCF/Si@C) 复合材料增强了离子电池阳极. 这种新型材料克服了.
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:
- 基于 (Si) 的阳极材料对高容量的离子电池 (LIB) 是有前途的.
- 然而,它们的实际应用受限于在循环过程中显著的体积膨胀和较差的电导率.
- 这些问题导致电极退化和电池性能降低.
研究的目的:
- 开发一种新的混合复合阳极材料,解决基于Si的阳极的局限性.
- 为了提高电化学性能,循环稳定性和LIBs的Si阳极的速率能力.
- 为制备功能性多孔复合材料提供可扩展的方法.
主要方法:
- 用添加的三维 (3D) 多孔碳框架/碳外封装 (B-3DCF/Si@C) 混合复合材料的合成.
- 使用两步涂层和热处理过程.
- 用 LiFePO4 阴极在半细胞和全细胞中材料结构和电化学性能的表征.
主要成果:
- B-3DCF/Si@C复合材料有效地减轻体积膨胀,提高电导率.
- 3D多孔碳骨架和碳外增强了机械稳定性,稳定了固体电解质接口 (SEI) 层.
- 阳极在400mA/g的600个循环后表现出1288.5mAh/g的高可逆容量,显示出出色的循环稳定性和速率性能.
结论:
- 开发的B-3DCF/Si@C混合复合材料是离子电池的高效阳极材料.
- 这种方法提供了一个可行的策略,以克服与阳极相关的挑战.
- 这项研究为设计先进的多孔电极材料提供了宝贵的参考.


