低成本硅纳米管/碳复合材料的制备及储锂性能

摘要：

以天然硅酸盐矿物还原制备硅负极材料,即可以继承天然矿物结构来提高硅材料的电化学性能,又具有低成本的特点.以天然埃洛石铝热还原的产物为原料,沥青为碳源,采用简单的蒸发溶剂的方法制备了硅碳复合材料.结果表明:硅是以直径为30 nm左右的纳米管形式存在,碳层均匀地包覆在硅纳米管上,使得硅碳复合材料的直径增大,碳层厚度约为7 nm,碳以无定形结构存在,碳包覆还导致比表面积下降.电化学测试表明,与硅纳米管相比,当包覆碳含量(质量分数)为15％时电化学性能最好,首次充放电容量分别为1387.8 mA·h/g和1615.7 mA·h/g,首次Coulombic效率达到85.9％.不但保持住了硅纳米管的首次充放电效率,循环性能得到大幅度提升,与硅纳米管的循环200次容量保持率38％相比,包覆碳含量为15％的循环200次容量保持率提高了45.8％.包覆碳含量为15％的硅/碳复合材料的500次循环后比容量为1065.6 mA·h/g.容量保持率为76.8％.

关键词：埃洛石、硅/碳复合材料、硅纳米管、锂离子电池、负极材料

所属期刊栏目：50

分类号：TM912

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2022-07-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1875-1882