硅被认为是下一代锂离子电池极具潜力的负极材料.纳米硅的使用缓解了其在锂化时因体积变化引起的颗粒粉碎化.然而,团聚的硅颗粒间的相互挤压仍然会引起硅负极的迅速失效.为此,我们以弹性的石墨烯空心球为媒介在硅粒子之间引入机械缓冲空...硅被认为是下一代锂离子电池极具潜力的负极材料.纳米硅的使用缓解了其在锂化时因体积变化引起的颗粒粉碎化.然而,团聚的硅颗粒间的相互挤压仍然会引起硅负极的迅速失效.为此,我们以弹性的石墨烯空心球为媒介在硅粒子之间引入机械缓冲空间,来灵活缓冲硅的体积变化,保持电极结构的稳定性.在锂化过程中,硅体积膨胀产生的应力通过压缩石墨烯空心球的内部空心得到了机械式的缓冲.除此之外,石墨烯空心球还减少了硅颗粒的局部团聚,有效地提高了整体电导率.基于这些优势,所设计的Si/GS电极在0.8 A g^(-1)的电流密度下循环200圈后性能仍维持在1200 mA hg^(-1)以上;在4 A g^(-1)的电流密度下,200次循环后仍可达到1025 mA h g^(-1).展开更多
基金supported by the National Natural Science Foundation of China(52071225,52172240,51702225 and 51672181)Czech Republic through the ERDF“Institute of Environmental TechnologyExcellent Research”grant(CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_019/0000853)+3 种基金the SinoGerman Research Institute for their support(Project GZ 1400)the Fundamental Research Funds for the Central Universities(20720200075)Beijing Municipal Science and Technology Commission(Z161100002116020)the Natural Science Foundation of Jiangsu Province(BK20170336)。
文摘硅被认为是下一代锂离子电池极具潜力的负极材料.纳米硅的使用缓解了其在锂化时因体积变化引起的颗粒粉碎化.然而,团聚的硅颗粒间的相互挤压仍然会引起硅负极的迅速失效.为此,我们以弹性的石墨烯空心球为媒介在硅粒子之间引入机械缓冲空间,来灵活缓冲硅的体积变化,保持电极结构的稳定性.在锂化过程中,硅体积膨胀产生的应力通过压缩石墨烯空心球的内部空心得到了机械式的缓冲.除此之外,石墨烯空心球还减少了硅颗粒的局部团聚,有效地提高了整体电导率.基于这些优势,所设计的Si/GS电极在0.8 A g^(-1)的电流密度下循环200圈后性能仍维持在1200 mA hg^(-1)以上;在4 A g^(-1)的电流密度下,200次循环后仍可达到1025 mA h g^(-1).
