包覆改善低成本SiC基石墨的电化学性能

发布时间：2020-12-27 11:29

　　将碳化硅(SiC)基石墨用作负极材料,并以沥青和酚醛树脂作为包覆剂,进行改性。沥青包覆的效果优于酚醛树脂,当沥青与石墨的质量比为8∶100时,电化学性能最好。以0.1 C在0.005～2.000 V循环,首次充放电比容量达343.5 mAh/g,库仑效率为94.14%,高于原料石墨及AML400商业石墨负极,且成本优势突出。 

【文章来源】：电池. 2020年02期 北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

原料石墨及8组试样的XRD图

图2为原料石墨与8组试样的SEM图。从图2可知，原料石墨颗粒中存在孔隙、裂纹等缺陷，使比表面积增大。使用酚醛树脂作为包覆剂的试样，随着包覆量的增加，越来越多的石墨颗粒会粘结在一起，导致粒径越来越大，比表面积降低。酚醛树脂对石墨表面缺陷的填补效果不如沥青，大多是附着在表面，随着包覆量的增加，硬碳层越来越厚。沥青包覆对石墨内部结构影响不大，有部分软碳会填补石墨表面的缺陷，使比表面积降低，包覆后的石墨粘结较少，因此颗粒尺寸变化不大、比表面积变化不明显。

8组试样在首次充放电后的EIS及拟合等效电路图见图3，通过拟合得出的部分参数见表4，其中RSEI为Li+通过SEI膜的阻抗;Rct为电荷转移电阻。从表4可知，随着包覆量的增加，Rct变化不大。随着包覆量的增加，酚醛树脂包覆后试样的RSEI呈现出增大的趋势，说明包覆后的硬碳未能有效填补石墨的缺陷，而是粘结成越来越多的大颗粒，使Li+穿越SEI膜的阻抗增加。沥青包覆后的试样，RSEI呈现出降低的趋势，并且在沥青与石墨质量比为8∶100时减小到14.50Ω。这是因为沥青包覆后的试样中，软碳能填补表面缺陷，在充放电过程中，形成的SEI膜减少，从而使Li+穿过SEI膜时的阻抗降低。

【参考文献】：
期刊论文
[1]一氧化硅/碳/膨胀石墨用作锂离子电池负极材料[J]. 王迪,谢晓华,夏保佳,张建.  电池. 2016(03)



本文编号：2941666