硅纳米粒子聚苯胺包覆改性及其嵌/脱锂电化学性能

发布时间：2021-01-22 01:52

　　利用直流电弧等离子体蒸发法合成硅纳米粒子（SiNPs）,粒径为20³0 nm。采用对氨基苯甲酸（ABA）处理SiNPs,并在ABA-SiNPs表面进行苯胺（ANi）原位化学氧化聚合,形成核/壳型聚苯胺包覆硅纳米复合粒子（PANi-SiNPs）。FTIR、DSC、XRD、TEM等分析结果表明,ABA与SiNPs之间形成了化学键,粒子表面引入了ANi基团,复合粒子中PANi质量含量约为62%。电化学性能测试表明,PANi包覆层的存在大幅度提高了SiNPs的循环稳定性能,在100 mA·g^-1的电流密度下循环100次后,电池容量保持率为92.5%,远高于未改性的SiNPs的性能。聚苯胺包覆改性SiNPs,改善其导电性能的同时,可以极大地缓冲充/放电过程中的体积变化,提高电极的循环稳定性能。 

【文章来源】：无机化学学报. 2017,33(12)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

硅纳米粒子(SiNPs)ABA表面改性及苯胺原位聚合反应机理;(b)SiNPs包覆改性示意图

，表明PANi包覆层较为粗糙，厚度约为2~5nm，形成了完整PANi包覆SiNPs的核/壳结构。同时，包覆层间由PANi相互连接，形成了镶嵌SiNPs的三维导电网络结构，这种结构有助于缓冲嵌/脱锂离子过程中SiNPs的体积变化，保持导电联络，有效地提高电池的循环稳定性能。2.2Si纳米粒子有机表面改性及含量利用FTIR可以获得Si纳米粒子表面及其有机改性产物的化学键信息，图4为ABA、PANi有机物质及其对SiNPs包覆产物的FTIR图谱，其中ABA谱线(a)中1660cm-1处为羧酸的羰基吸收峰，在ABA-SiNPs谱线(c)中该吸收峰消失，并在1505图3TEM图像(a,b)为制备态SiNPs;(c,d)为PANi包覆SiNPsFig.3TEMimagesoftheas-preparedSiNPs(a,b);andPANi-SiNPs(c,d)图2X射线衍射图:(a)制备态SiNPs;(b)ABA-SiNPs;(c)PANi-SiNPsFig.2XRDpatternsofSiNPsmadebyDCarc-discharge(a),ABA-SiNPs(b)andPANi-SiNPs(c)2265

纬闪讼?嵌SiNPs的三维导电网络结构，这种结构有助于缓冲嵌/脱锂离子过程中SiNPs的体积变化，保持导电联络，有效地提高电池的循环稳定性能。2.2Si纳米粒子有机表面改性及含量利用FTIR可以获得Si纳米粒子表面及其有机改性产物的化学键信息，图4为ABA、PANi有机物质及其对SiNPs包覆产物的FTIR图谱，其中ABA谱线(a)中1660cm-1处为羧酸的羰基吸收峰，在ABA-SiNPs谱线(c)中该吸收峰消失，并在1505图3TEM图像(a,b)为制备态SiNPs;(c,d)为PANi包覆SiNPsFig.3TEMimagesoftheas-preparedSiNPs(a,b);andPANi-SiNPs(c,d)图2X射线衍射图:(a)制备态SiNPs;(b)ABA-SiNPs;(c)PANi-SiNPsFig.2XRDpatternsofSiNPsmadebyDCarc-discharge(a),ABA-SiNPs(b)andPANi-SiNPs(c)2265


本文编号：2992311