导电剂形貌对硅碳负极电化学性能的影响

摘要

除了材料自身改性研究外,应用研究也是高容量硅碳复合材料的研究重点。以X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)研究了硅碳复合材料和导电剂的形貌特征,以电化学方法研究了3种不同形貌的复合导电剂(片状与小颗粒、类球形与小颗粒、纤维状与小颗粒)对硅碳电极的电化学性能的影响。结果表明,形貌和颗粒大小与活性材料本身差异较大的导电添加剂有利于改善电极导电性,提升电极循环性能。气相生长炭纤维和炭黑颗粒在电极的表面和截面分散均匀,组成三维导电网络。气相生长炭纤维和炭黑颗粒的协同作用有利于改善硅/石墨电极的循环性能。硅碳电极20周(电流密度0.15 m A·cm^(-2))的容量保持率增加了8%,较大电流密度下(0.75m A·cm^(-2))其容量保持率由78%提高到90%。类球形石墨-炭黑颗粒复合导电剂使得Si/C电极的首次库仑效率提高到82%以上。