SCMs|高容量锂离子电池负极材料: 三维导电结构的纳米多孔硅的原位加工

高容量材料对于实现锂离子电池高能量密度至关重要. 近日, 河南科技学院许光日教授和上海交通大学何雨石教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文, 通过一种新颖、简便的冷冻干燥与原位镁热还原相结合的方法, 以二氧化硅和氧化石墨烯为原料制备了一种高度分散的三维石墨烯包裹多孔纳米硅复合负极材料(P-Si@rGO). 

该材料具有许多吸引人的特性: 高度分散和被单独包覆的硅颗粒, 硅和石墨烯之间紧密的Si–O–C相互作用, 硅结构的多孔设计以及高孔隙率. 这些优点显著增强了电极的反应动力学, 赋予了复合材料更大的电接触面积和足够的缓冲空间以应对硅在锂化/脱锂过程中的体积变化, 最终使P-Si@rGO获得优异的循环稳定性. 

本文研究了复合材料的相组成和微观结构对其电化学性能的影响, 分析了电极在循环后期容量增加的原因, 为硅基负极的功能化演变提供了新的思路.

文章信息

Ma, J., Zhang, H., Liu, R. et al. In-situ processing nano-porous silicon into 3D conductive structure as high-capacity anode for lithium-ion batteries. Sci. China Mater. (2022). https://doi.org/10.1007/s40843-022-2158-x

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