Fe2O3改性Si/SiO2復合材料的制備及其電化學性能

編號：FTJS106960

篇名：Fe2O3改性Si/SiO2復合材料的制備及其電化學性能

作者：馬子洋 王帥 曹虎 吳沁宇 馬揚洲 宋廣生

關鍵詞： 鋰離子電池 硅基復合材料 材料改性 核殼結構 低成本 功能材料

機構： 安徽工業(yè)大學材料科學與工程學院

摘要： 通過機械球磨法將納米Fe2O3引入Si/SiO2復合材料(SNSO)中，制了Fe2O3改性的Si/SiO2復合材料(SNSO@Fe2O3)。SNSO是通過用無水乙作為研磨劑對微米Si粉和納米非晶SiO2(Nano-SiO2)進行砂磨而制備的。通過X、XPS、SEM、TEM對其結構進行了表征，并通過恒電流充放電、循環(huán)伏安法和電化學阻抗對其電化學性能評價。結果表明，當Fe2O3的質量分數(shù)為8%時，SNSO@Fe2O3表現(xiàn)出規(guī)則的球形核殼結構，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)性能因于球磨過程中生成的FeSi相和非晶SiOx與Fe2O3原位反應在Si表面形成的約30nm的晶層殼結構，這有效地緩解了Si的體積膨脹。