硅-石墨化/无定形碳复合负极的制备及性能

硅基负极材料因较高的理论容量受到广泛关注,但在Li^(+)嵌脱中,硅的体积变化很大,导致电极结构不稳定,循环性能差。制备硅/碳复合材料可提高循环稳定性和可逆容量。以CO_(2)和CH_(4)为碳源,采用化学气相沉积(CVD)法制备碳包覆硅微粒,涂层碳由无定形碳和少层石墨烯(ACG)组成。用于锂离子电池的ACG涂层硅负极具有较高的可逆储锂容量,以0.2 A/g电流在0.01~2.00 V充放电,首次放电比容量为2414 mAh/g,库仑效率为87.49%,第100次循环的放电比容量保持在2010 mAh/g。较好的电化学性能主要归功于ACG复合材料的致密涂层,具有良好的导电性、机械韧性和化学稳定性。微米硅的应用,还可降低生产成本,为工业化生产提供有利条件。