碳还原法制备棒状硅基材料及其在锂浆料电池中的应用

摘要：

以聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123)为结构导向剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,柠檬酸为碳源,采用水热法得到凝胶状二氧化硅/碳前驱体,采用旋转蒸发方式去除溶剂,通过高温热处理,得到棒状硅氧基碳负极活性材料,提高浆料体系无紧密束缚环境下硅碳材料的性能.借助X射线衍射(XRD)仪、无机元素分析(EA)仪、比表面积及孔隙度分析仪和扫描电子显微镜(SEM)对棒状硅基材料进行结构和形貌表征.结果表明,合成的棒状硅基材料首尾相连,形成莲藕链束,长度约为1～3 μm,直径约为200 nm,孔径为6.9 nm,比表面积为282 m2/g.与管长＞5 μm,比表面积900 m2/g,直径1～2 nm的单壁碳纳米管导电剂在电解液体系中形成长程、短程互补的多级网络,加上大量介孔的存在,有利于保持浆料悬浮稳定性.用世伟洛克电池进行电化学性能测试,电化学测试结果表明首次放电比容量为1300 mAh/g,充电比容量为726 mAh/g,首效为55.8％,在0.05C下,循环50次充电比容量从726mAh/g变为557mAh/g,比容量保持率为76.7％.本工作在用P123为结构导向剂制备二氧化硅的过程中,引入碳源,得到同时具有碳包覆和碳还原二氧化硅的硅基材料,避免使用镁热还原二氧化硅,再碳包覆带来的复杂工艺流程.

关键词：锂浆料电池、负极材料、棒状硅基材料、碳源

所属期刊栏目：12

分类号：TM911

资助基金：国家重点研发计划;河南省重点研发计划项目

在线出版日期：2023-05-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1051-1058