单质硅是一种有潜力的高容量锂离子电池负极材料.然而,受限于充放电过程中巨大的体积膨胀,其循环性能并不理想.在这个工作中,我们设计了一种独特的三组分复合负极材料(Si/Cr_(2)O_(3)/C),其中Si纳米颗粒被限域在碳包覆的氧化铬多层空心...单质硅是一种有潜力的高容量锂离子电池负极材料.然而,受限于充放电过程中巨大的体积膨胀,其循环性能并不理想.在这个工作中,我们设计了一种独特的三组分复合负极材料(Si/Cr_(2)O_(3)/C),其中Si纳米颗粒被限域在碳包覆的氧化铬多层空心球(MSHSs)中.得益于Cr_(2)O_(3)/C基体的体积变化缓冲能力与优异的结构稳定性,将Si纳米颗粒封装在MSHSs中可以有效地提高其电化学性能.合理的结构设计赋予了Si/Cr_(2)O_(3)/C三组分复合材料高的可逆容量(在100 mA g^(-1)的电流密度下,比容量为1351 mA h g^(-1))和稳定的循环性能(在500 mA g^(-1)的电流密度下,循环300次后比容量保持在716 mA h g^(-1)).这一工作提出了一种多壳层空心结构设计的新思路,以解决硅基负极材料循环性差的瓶颈.展开更多
基金supported by the Key Research and Development Program of Hubei Province(2021BAA176)Hainan Provincial Natural Science Foundation of China(522CXTD516)。
文摘单质硅是一种有潜力的高容量锂离子电池负极材料.然而,受限于充放电过程中巨大的体积膨胀,其循环性能并不理想.在这个工作中,我们设计了一种独特的三组分复合负极材料(Si/Cr_(2)O_(3)/C),其中Si纳米颗粒被限域在碳包覆的氧化铬多层空心球(MSHSs)中.得益于Cr_(2)O_(3)/C基体的体积变化缓冲能力与优异的结构稳定性,将Si纳米颗粒封装在MSHSs中可以有效地提高其电化学性能.合理的结构设计赋予了Si/Cr_(2)O_(3)/C三组分复合材料高的可逆容量(在100 mA g^(-1)的电流密度下,比容量为1351 mA h g^(-1))和稳定的循环性能(在500 mA g^(-1)的电流密度下,循环300次后比容量保持在716 mA h g^(-1)).这一工作提出了一种多壳层空心结构设计的新思路,以解决硅基负极材料循环性差的瓶颈.
