锂离子电池用非晶硅薄膜负极材料的研究

摘要

采用磁控溅射法在铜箔集流体上沉积得到了厚度约2μm的非晶硅薄膜.X-射线衍射(XRD)、高分辨率透射电镜(HRTEM)和选区电子衍射(SAED)分析表明,该薄膜为非晶态.扫描电镜(SEM)结果表明,该硅电极在电化学吸、放锂循环后体积膨胀率为300%,但电池依然保持良好的循环寿命.在1.5～0.005 V(vs Li+/Li)和0.1 mA·cm-2条件下,该薄膜电极循环100次后容量仍能保持在0.47 mAh·cm-2以上,为初始容量的84%.每周容量衰减率仅为初周的0.16%.HRTEM和SAED结果表明,该薄膜在电化学吸、放锂循环后仍为非晶态,这可能是其具有良好电化学循环寿命的主要原因.