熔盐电解制备锂离子电池Cu3Si/Si负极及其倍率性能研究

摘要

采用熔盐电解法,以质量比为1:1的CuO、SiO2混合氧化物为反应原料,制备得到Cu3Si/Si多孔颗粒,粒径为0.05~2.8μm。结合XRD、SEM和EDS等手段,分析了CuO/SiO2的电脱氧反应路径。结果表明,CuO优先被电解还原生成单质Cu,SiO2则与熔盐中的Ca^2+和O2^-结合生成中间产物CaSiO3。CaSiO3进一步脱氧得到单质Si。硅铜合金化反应生成中间产物Cu9Si、Cu15 Si4和Cu3Si。将Cu3Si/Si复合物组装成锂离子电池负极,在200、500、800、1000、2000和200 mA/g放电电流密度下,可逆比容量分别为1346.22、754.3、661.4、564.8、192.1和1030.6 mAh/g,材料的倍率性能显著提升。