硅表面氧化增强硅炭复合负极材料性能研究

以球形天然石墨、硅、植物纤维为原料,使用双氧水对硅表面进行氧化处理,然后与球形天然石墨、植物纤维复合,再经1000℃氮气保护烧结处理制得锂离子电池负极材料。采用XRD分析复合材料的物相结构和组成,SEM和TEM表征材料的表面形貌和微观结构,并结合XPS对材料进行了元素组成和硅的化合价态分析,探究硅的表面氧化程度和效果。结果表明,氧化处理在硅表面形成了一层致密而均匀的二氧化硅硬壳。恒流充放电测试结果表明,1.5%双氧水氧化处理制备的样品在20℃、0.1C(1C=1000 mA/g)条件下,首次充电容量为460.1 mAh/g,充放电库伦效率为86.0%,并进行了0.3C、0.5C倍率充放电测试,与未使用双氧水氧化制备的样品相比,氧化处理样品的容量、倍率、循环性能得到了明显提升。