聚丙烯腈基Si/C/碳纳米管复合碳纳米纤维膜的制备及其储能性能

摘要

针对Si材料储能过程中体积膨胀的问题,首先采用静电纺丝技术制备聚丙烯腈(PAN)/Si/Fe复合纳米纤维(NFs)膜,然后经化学气相沉积法在复合NFs膜上生长碳纳米管(CNTs),最后经800°C炭化得到PAN基Si/C/CNTs复合碳纳米纤维(CNFs)膜.借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、热重分析仪等表征复合CNFs膜的结构与性能,并将其用于锂离子电池负极进行电化学性能测试.结果表明:用添加质量分数为15％的FeSO4(占PAN)催化剂的纺丝液制备的复合CNFs膜具有独特毛毛虫结构,其可有效提升电池的电化学性能,具有2067.9 mA·h/g的初始放电比容量,循环400圈后仍具有851.2 mA·h/g的放电比容量,每圈的容量衰减率仅为0.15％.