锂离子电池SiO负极材料的研究进展

综述了近年来人们对SiO负极材料的研究进展以及改善其电化学性能的方法,讨论了目前SiO负极材料面临的挑战,并提出了一些可能的解决办法,指出了其研究前景。

预歧化处理的高性能锂离子电池SiO/C负极材料

以SiO和蔗糖为原料,SiO经高温歧化反应处理后,通过机械球磨、喷雾干燥、高温热解工艺制备出具有优异电化学性能的锂离子电池SiO/C负极材料。经XRD、FTIR、XPS、SEM、TEM结构分析表明,歧化反应处理的片状SiO包含非晶态SiO和纳米晶相Si、SiO_2,蔗糖热解形成的无定形碳包覆在细片状SiO的表面,组成球形SiO/C颗粒。电化学测试结果表明,预歧化处理的SiO/C复合材料的首次放电容量为1 314.6mAh/g,首次库伦效率达到71%;100周循环后的放电容量为851.2mAh/g,容量保持率达到78.5%,循环稳定性远高于未经歧化处理的SiO/C复合材料。电化学性能的提高归因于SiO预歧化反应及热解碳包覆。

锂离子电池用SiO/C负极材料的制备及性能研究

选择沥青、柠檬酸和蔗糖为碳源,通过机械球磨、喷雾干燥、高温热解工艺制备了不同的SiO/C复合材料。利用XRD、TG、SEM来研究用不同碳源制备的SiO/C复合材料的微观结构与形貌,结果表明,以沥青为碳源制备的SiO/C复合材料含有最高的碳含量。电化学测试结果表明,以沥青、柠檬酸和蔗糖为碳源制备的SiO/C复合材料首次库仑效率分别为62.7%、54.6%和53.6%,100次循环后比容量分别为661.7、565.1和322.8 mAh/g。由此说明,以沥青为碳源制备的SiO/C复合材料具备最好的电化学性能,原因主要是由于其含有最高的无定形碳含量。