Si-O-C复合材料的制备及储能性能研究
发布时间：2019-10-09 12:35
【摘要】：发展高安全、高容量、优良循环性能的新型电极材料已经成为锂离子电池的一项关键技术。目前,商业用的石墨碳材料的理论容量372 mAg-1,已经不能够满足运用需求。Si-O-C复合材料具有高的比容量,但是在充放电过程中会引起体积膨胀,导致容量出现衰减,限制了它的运用。虽然许多研究报道对Si-O-C复合材料进行了大量的改进,在一定程度上解决了容量衰减问题,但是其制备过程复杂,成本高。本文通过简便的,低成本的方法,合成了不同的Si-O-C复合材料,表征了它们的微观结构及电化学性能。结果表明所制备的材料具有高容量,优良的循环性能及良好的库伦效率等特点,主要的研究内容如下：(1)以小球藻为模板,通过水解正硅酸乙酯的方法,在氩气气氛下烧结得到无定形Si-O-C复合材料。合成的材料为无定形的球形结构,具有良好的电化学性能：首次放电容量为1123 mAhg-1,库仑效率为66%；在经过90次充放电循环后放电容量为519 mAhg-1,容量保持率达到75%,库仑效率(第一次除外)一直保持在97%以上。(2)以硅藻土作为原料,用生粉作为碳源,合成了碳复合二氧化硅负极材料。通过电化学性能研究发现：而通过20%生粉改性后样品的首次放电容量和首次效率分别为925 mAhg-1和66%；在经过100次循环后,它的容量仍可以达到586mAhg-1,容量的保持率达到95%,库仑效率一直保持在95%以上。比较不同硅藻土含量的样品发现：通过生粉复合的硅藻土的容量和效率都得到了提高,同时当生粉含量为20%时性能达到最佳。(3)以正硅酸乙酯为硅源并用生粉做碳源合成无定形Si-O-C复合材料。无定形Si-O-C复合材料具有较高的可逆容量和良好的循环性能：在200 mAg-1的电流密度下,其首次的放电容量1362 mAhg-1,首次的充电容量为854 mAhg-1,库伦效率为62%；经过50次的循环后其充放电容量分别为665mAhg-1和666 mAhg-1,同时其库伦效率达到99%。
【图文】：
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本文编号：2546783
【图文】：
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