源于溪木賊的高性能鋰離子電池三維多孔生物質硅/碳復合負極材料

編號：CYYJ01769

篇名：源于溪木賊的高性能鋰離子電池三維多孔生物質硅/碳復合負極材料

作者：李昆儒 胡省輝 張正富 郭玉忠 黃瑞安

關鍵詞： 溪木賊 鋰離子電池 多孔硅 硅/碳復合材料 負極材料

機構： 昆明理工大學材料科學與工程學院 昆明理工大學真空冶金國家工程實驗室

摘要： 鋰離子電池硅基負極材料的理論比容量比傳統(tǒng)石墨材料高10倍,是最有前途的鋰離子電池負極材料之一。然而硅基納米材料的制備工藝復雜、成本高昂,嚴重限制了鋰離子電池硅負極的商業(yè)應用。本工作采用溪木賊為原料,通過深度還原、淺度氧化和碳包覆工藝制備了三維多孔生物質硅/碳復合材料(多孔3D-bio-Si/C)。三維多孔結構不僅有利于Li+的快速傳輸,而且提供足夠的空隙緩解在脫-嵌鋰過程中發(fā)生的體積變化。得益于三維結構中大量的孔隙和高強度的外部碳層,多孔3D-bio-Si/C制備的電極表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學性能。當電流密度為1 A/g時,多孔3D-bio-Si/C的可逆容量為1243.2 mAh/g,循環(huán)400次后仍可保持933.4 mAh/g,容量保持率高達89%。利用溪木賊作為生物質硅源制備高性能硅基負極材料,實現(xiàn)了低成本、可規(guī)�；�、綠色和可持續(xù)的合成路線,有望為Si基鋰離子電池負極材料的商業(yè)應用打下基礎。