调整缩小的石墨烯氧化物板的尺寸,为离子电池制造复合材料阳极
Yun-Zhen Liang1, Ting-Yu Hsu2, Yu-Sheng Su1,2
1Industry Academia Innovation School, National Yang Ming Chiao Tung University, 1001 Daxue Road, Hsinchu 300093, Taiwan.
ACS applied materials & interfaces
|May 22, 2024
概括
在 (Si) 复合阳极中优化减少的石墨烯氧化物 (rGO) 尺寸显著提高了离子电池的性能. 较小的rGO粒子创建稳定的接口,改善循环寿命和高功率功能,用于先进的能量存储.
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:
- 阳极为离子电池 (LIB) 提供了高的理论容量.
- 挑战包括体积膨胀和阳极的不稳定循环.
- 为了减轻这些问题,正在探索石墨烯保护.
研究的目的:
- 为了研究减少石墨烯氧化物 (rGO) 尺寸对Si@rGO复合体阳极性能的影响.
- 为了合成具有控制核心外结构的Si@rGO复合材料.
- 为了将rGO尺寸与电化学特性和结构稳定性相关联.
主要方法:
- 合成Si@rGO复合材料使用两种尺寸的石墨烯氧化物 (GO(L和GO(S)) 通过喷雾干燥和热还原.
- 电化学评估包括循环寿命,循环效率和速率能力测试.
- 分析固体电解质接口 (SEI) 的形成和胀控制.
主要成果:
- 与Si@rGO(L) 和纯Si.相比,Si@rGO(S) 阳极表现出更高的周期寿命和循环效率.
- Si@rGO(S) 阳极形成了一个稳定的富含LiF的SEI层,增强了容量保留.
- Si@rGO(S) 在低电阻和稳定电阻下表现出色的高功率性能.
结论:
- rGO的大小极大地影响了Si阳极的结构和电化学特性.
- 优化的rGO大小 (Si@rGO(S)) 导致增强的稳定性,容量保留和速率能力.
- 具有量身定制的rGO尺寸的石墨烯保护Si复合材料对下一代LIB阳极有希望.
