冶金法制备低成本锂离子电池Cu-Si负极

摘要：

硅是一种理想的锂离子电池负极材料,但在嵌脱锂时体积变化巨大,容易崩解;铜用做商用锂离子电池的负极集流体,本身不具备储锂能力,但导电性和延展性良好.采用冶金法制备Cu-Si合金负极,对比常温冷却与铜模吸铸法快速冷却制备样品的性能差异.30℃下,Cu-Si母合金以0.10 C在0.01～1.20 V(vs.Li/Li+)循环20次,比容量从3228 mAh/g衰减到约700 mAh/g;20次循环后,容量衰减缓慢,基本稳定在690～700 mAh/g.母合金的比容量在前20次循环的衰减幅度大于铜模吸铸样品,原因是铜模吸铸样品冷却速率高、晶粒更细,具有更高的充放电稳定性.随着充放电次数增加,铜模吸铸样品的容量衰减幅度比母合金更大,主要是因为铜模吸铸过程冷却速率很快,晶体组织内部产生较大的残余热应力,与硅嵌锂产生的体积膨胀发生耦合作用,加速局部硅颗粒的失效,产生"死硅"现象.

关键词：锂离子电池、硅负极、死硅、Cu-Si合金、铜模吸铸

所属期刊栏目：52

分类号：TM912.9

资助基金：国家自然科学基金;双一流建设重点高校项目;厦门大学能源学院-潍坊赛诺凯特广谱型氢能燃料电池研发中心项目;厦门大学能源学院—淄博高新技术产业开发区氢能研发中心;天然气管道掺氢降碳工程化示范项目

在线出版日期：2022-07-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：243-247