高能量密度碳/微米硅颗粒/还原氧化石墨烯复合物
微米Si颗粒(MSi)作为高能量密度锂离子电池的负极是极具吸引力的替代品。为了维持MSi基负极的结构完整性和电导率,厦门大学杨勇教授等人提出通过球磨带有MSi的液体聚丙烯腈(PAN)和氧化石墨烯纳米片,然后加以热还原得到了新型的MSi/C/还原氧化石墨烯()负极材料。MSi与带有RGO片的碳化PAN之间的协同作用可提供一个稳定的微架构,维持材料的结构稳定性。该材料在0.2A/g时,可逆容量高达1572mAh/g,且160次循环后没有容量损失。在2A/g时循环1000次后容量仍超过628mAh/g,远远超过现有的商业化石墨。
小编有语:厦门大学杨教授课题组的工作还是很值得相信和肯定的。
图1. a)MSi颗粒的SEM图;b)一个特定MSi颗粒的HRTEM图;c)MSi/C的表面SEM图;d)MSi/C的HRTEM图;e)MSi/C/RGO的表面SEM图;f)MSi/C/RGO的 TEM图
图2. a)在0.2A/g的倍率下,电压在0.005-2V,0.03-1.0V和0.06-1.0V之间,MSi/C半电池的脱锂容量;b)在0.2A/g的倍率下,电压在0.005-2V,0.005-2.5V和0.05-1.0V之间,MSi/C/RGO半电池的脱锂容量;c)在0.2A/g的倍率下,电压在0.05-1V之间,半电池的脱锂容量;d)在0.2A/g的倍率下,电压在0.005-2.5V之间,MSi/C和MSi/C/RGO的前两次循环电压图;e)电压在2.8-4.0V之间,LiCoO2正极和MSi/C/RGO负极的全电池循环性能;f)电压在2.8-4.0V之间,LiCoO2正极和MSi/C/RGO负极的全电池循环电压图
Han X, Chen H, Zhang Z, et al. Carbon-coated Si micrometer particles binding to reduced graphene oxide for a stable high-capacity lithium-ion battery anode. Journal of Materials Chemistry A, 2016. DOI: 10.1039/c6ta07274g
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