Si@环化聚丙烯腈/多壁碳纳米管负极复合材料的制备及电化学性能

摘要

通过简单高能球磨和高温热解法制备了锂离子电池Si/C电极复合材料,聚丙烯腈(PAN)包覆的纳米颗粒(Si@PAN)与多壁碳纳米管(MWCNTs)混合,制得Si@环化PAN/MWCNTs(Si@c-PAN/MWCNTs)复合材料作为锂离子电池的负极材料.包覆在纳米Si外层的高温热解后的PAN能够有效缓冲Si在充放电过程中巨大的体积变化产生的应力,同时MWCNTs作为Si@c-PAN的基体阻止Si@c-PAN颗粒的团聚,也提高了Si@c-PAN/MWCNTs复合材料电极的导电性能.电化学测试结果表明,Si@c-PAN/MWCNTs复合材料电极在电流密度为0.2 A/g时,其首次放电比容量达到2 098 mA·h/g,库伦效率达到86％;循环50次后Si@c-PAN/MWCNTs复合材料电极的可逆比容量仍能够达到1 278 mA·h/g,在2A/g放电时其比容量为600mA·h/g,仍保持良好的循环稳定性.