納米硅/還原氧化石墨烯復(fù)合纖維材料及其負(fù)極結(jié)構(gòu)鋰離子超級電容器

編號：CYYJ03485

篇名：納米硅/還原氧化石墨烯復(fù)合纖維材料及其負(fù)極結(jié)構(gòu)鋰離子超級電容器

作者：王佩遙 邵楓 徐陽 胡南滔 張亞非

關(guān)鍵詞： 鋰離子超級電容器 鋰離子電池 納米硅 還原氧化石墨烯(rGO) 復(fù)合纖維材料 活性炭 硅碳負(fù)極

機(jī)構(gòu)： 上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院微納電子學(xué)系薄膜與微細(xì)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

摘要： 通過濕法紡絲工藝成功制備了納米硅/還原氧化石墨烯復(fù)合纖維材料,并對其進(jìn)行形貌表征與電化學(xué)性能測試。納米硅顆粒嵌入石墨烯層間褶皺的結(jié)構(gòu)具有限制硅材料在儲鋰過程中體積膨脹的作用,適于作為鋰離子電容器負(fù)極。同時,研究了鋰離子電容器多孔活性炭正極材料的雙電層電容特性,通過組裝成對稱超級電容器,對其電化學(xué)性能進(jìn)行測試,并結(jié)合材料的形貌,分析其作為鋰離子電容器正極的合理性。為使正負(fù)極電荷匹配,分別對負(fù)極硅碳纖維和正極活性炭材料組裝的鋰離子半電池的倍率、循環(huán)穩(wěn)定性、電化學(xué)阻抗等電化學(xué)性能進(jìn)行了測試。結(jié)果表明,納米硅/還原氧化石墨烯復(fù)合纖維材料的比容量最高可達(dá)826.2 mA·h/g(在電流密度為0.2 A/g時),活性炭比容量可達(dá)39.9 mA·h/g。組裝成的鋰離子電容器在合理的匹配條件下,充放電首圈循環(huán)比容量可達(dá)58.2 mA·h/g (在電流密度為0.2 A/g時),能量密度為26.8 W·h/kg,循環(huán)100圈后,比容量保持率降至41.7%。