Cu3Si负极脱/嵌锂过程的赝电容行为与二级相变的关联性

摘要：

高能量密度的锂离子电池的应用日趋广泛,寻找兼具高能量密度、快速充放电、长循环寿命能力的材料成为了研究热点.采用冶金法制备了纯度较高的Cu3Si相,扣式半电池测试表明,Cu3Si负极在0.1C倍率下首圈放电比容量759 mAh·g-1,首圈库伦效率96.56％,循环200圈之后放电比容量是822 mAh·g-1,容量保持率达到98％.且其充放电曲线为斜坡状,具有赝电容特性.首次发现了Cu3Si材料兼具电池和电容属性,二者共同储存了电荷,且以电容贡献率为主.经嵌锂后的Cu3Si样品的差示扫描量热法(DSC)曲线在550～600℃有一个明显台阶,对应于比热容的变化,且充放电前后样品的物相并未发生改变,说明Cu3Si脱嵌锂非一级相变,而是二级相变.因此,就Cu3Si材料而言,二级相变的氧化还原过程在电化学特性上表现为赝电容行为.

关键词：冶金法;Cu3Si;电化学特性;赝电容;二级相变

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资助基金：国家自然科学基金;双一流建设重点高校项目;厦门大学能源学院-潍坊赛诺凯特广谱型氢能燃料电池研发中心项目;厦门大学能源学院-淄博高新技术产业开发区氢能研发中心;合肥综合性国家科学中心能源研究院委托开发项目

在线出版日期：2022-01-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1511-1517