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硅纳米带电弧等离子体的合成及其储锂电化学特性

发布时间:2018-06-15 12:03

  本文选题:无机非金属材料 + 硅纳米带 ; 参考:《材料研究学报》2017年03期


【摘要】:用直流电弧等离子体法在氢气和氦气混合气氛下制备了硅纳米带(SiNRs),使用透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射光谱(XRD)、Raman光谱、X光电子能谱(XPS)等手段对SiNRs的形貌、结构及成分进行了表征。结果表明,这种硅纳米带(SiNRs)是由细小片状结构Si晶体沿一定的晶体学方向堆积而成的带状纳米结构,以聚结生长机制为主导。SiNRs的宽度约为28 nm、长度大于200 nm、厚度为6.2 nm,比表面积约为164 m~2·g~(-1)。文中深入探讨了SiNRs的形成机制。这种制备SiNRs的方法成本低,可商业化宏量生产,其产率约为18.6 g·h-1。将此SiNRs作为负极活性物质制备了锂离子电池,并测试其嵌/脱锂电化学性能。这种锂离子电池的首次放电比电容为2460 mAh·g~(-1),循环40次后其电容量维持在316 mAh·g~(-1),表现出较好的储锂电化学活性。
[Abstract]:SiNRsSi nanobelts were prepared by DC arc plasma method in a mixed atmosphere of hydrogen and helium. The morphology of SiNRs was investigated by means of transmission electron microscopy (TEM) and atomic force microscopy (AFM). The structure and composition were characterized. The results show that the silicon nanobelts (SiNRs) are banded nanocrystalline structures which are formed by stacking in a certain crystallographic direction of Si crystals with fine flake structure. The width, length, thickness and specific surface area of. SiNRs are about 28 nm, 200 nm, 6.2 nm and 164 mm2 respectively. The formation mechanism of SiNRs is discussed. The method of preparing SiNRs is of low cost and can be produced commercially in 18.6 g h-1 yield. The SiNRs were used as anode active material to prepare lithium ion battery and the electrochemical performance of intercalation / delithium was tested. The first discharge specific capacitance of the battery is 2460 mAh / g ~ (-1), and the capacitance of the battery is maintained at 316 mAh / g ~ (-1) after 40 cycles, showing a good lithium storage electrochemical activity.
【作者单位】: 教育部三束材料改性重点实验室大连理工大学材料科学与工程学院;
【基金】:国家自然科学基金(51331006、51271044)~~
【分类号】:O613.72;TB383.1

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本文编号:2021944

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