多元有机酸自组装硅碳复合材料用于高效储锂

相比于传统物理打浆式简易硅碳材料的复合,本工作利用自组装的方式让有机酸碳源材料与纳米硅粉进行内部结合,羧酸碳源保护层在抑制硅材料膨胀的同时,通过相互间串联起的网络增加导电性,得到稳定性更好的硅碳复合负极材料。该方法首先在纳米硅粉表面进行修饰,使其表面带上氨基,通过酰胺化反应,让柠檬酸与纳米硅键合。此外过量的碳源材料包附于外层,形成多个单纳米硅颗粒聚集的微米级多核卵壳型颗粒。这种结构使得该电极材料在电流密度500 mA/g下,经过600圈的长循环下具有1073.4 mAh/g的比容量。在2 A/g的电流密度下,初始比容量为751.2 mAh/g,在300圈循环后比容量维持在573.0 mAh/g,容量保持率为76.3%。该实验工作为锂离子电池硅碳负极材料的合成提供了一种简单低成本的实用性合成思路。