Fe2O3改性Si/SiO2復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能

編號(hào)：FTJS106960

篇名：Fe2O3改性Si/SiO2復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能

作者：馬子洋 王帥 曹虎 吳沁宇 馬揚(yáng)洲 宋廣生

關(guān)鍵詞： 鋰離子電池 硅基復(fù)合材料 材料改性 核殼結(jié)構(gòu) 低成本 功能材料

機(jī)構(gòu)： 安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院

摘要： 通過(guò)機(jī)械球磨法將納米Fe2O3引入Si/SiO2復(fù)合材料(SNSO)中，制了Fe2O3改性的Si/SiO2復(fù)合材料(SNSO@Fe2O3)。SNSO是通過(guò)用無(wú)水乙作為研磨劑對(duì)微米Si粉和納米非晶SiO2(Nano-SiO2)進(jìn)行砂磨而制備的。通過(guò)X、XPS、SEM、TEM對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并通過(guò)恒電流充放電、循環(huán)伏安法和電化學(xué)阻抗對(duì)其電化學(xué)性能評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，當(dāng)Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%時(shí)，SNSO@Fe2O3表現(xiàn)出規(guī)則的球形核殼結(jié)構(gòu)，殼上有一層非晶層，粒徑約為2μm(SNSO@8%Fe2O3)。SNSO@8%FeO3表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)性能，初始放電容量為2150mA·h/g，初始庫(kù)侖效率為81.95%在110mA/g的電流密度下，SNSO@8%Fe2O3在100次循環(huán)后仍保持986mAh/g的穩(wěn)定放電比容量，比SNSO高出43.3%。SNSO@8%Fe2O3穩(wěn)定的循環(huán)性能因于球磨過(guò)程中生成的FeSi相和非晶SiOx與Fe2O3原位反應(yīng)在Si表面形成的約30nm的晶層殼結(jié)構(gòu)，這有效地緩解了Si的體積膨脹。