Si/FeSi_x@C-CNTs负极的合成及其储锂电化学性能研究

摘要

硅具有理论比容量高,工作电压低和资源丰富等特点,被认为是最具潜力的下一代锂离子电池负极材料。但硅材料同时也存在着体积膨胀大(300%),颗粒易粉化和导电性差等缺点,进而导致硅负极的电化学稳定性和动力学性能难以满足实用要求。本文以廉价的硅铁合金为原料,通过简单的机械球磨和化学气相沉积技术制备了硅碳复合材料Si/FeSix@C-CNTs (SFC-CNTs),其独特结构由Si、导电FeSix、无定型碳层、交联碳纳米管网络共同组成,在电化学过程中对硅负极的导电性、锂离子扩散和体积膨胀起到了协同作用。相较于硅铁合金,SFC-CNTs复合材料的性能显著提升,在0.4 A?g?1的电流密度下放电容量为1466 mAh?g?1,首次库伦效率为78.2%,经100次循环后的容量仍保持有768 mAh?g?1。