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锂离子电池硅基负极材料

专利权人:南开大学

以廉价的二氧化硅、石墨和蔗糖为主要原料,采用高能球磨法和高温固相法制备了性能优越的锂离子电池SiO/石墨/碳复合负极材料(如图1)。结果表明: SiO/石墨/碳复合负极材料具有优异的电化学性能。图1 SiO/石墨/碳复合材料的制备示意图图2为上述材料的HRTEM照片。从图2(a)可以看出,类球状的氧化亚硅颗粒分散在大量片状的石墨基体中。从图2(b)可以看出,无定形态的SiO颗粒被无定形碳所包覆,包覆层厚度约10 nm。图2 SiO/石墨/碳复合材料的HRTEM图图3 为SiO/石墨/碳复合材料在100 m

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以廉价的二氧化硅、石墨和蔗糖为主要原料,采用高能球磨法和高温固相法制备了性能优越的锂离子电池SiO/石墨/碳复合负极材料(如图1)。结果表明: SiO/石墨/碳复合负极材料具有优异的电化学性能。图1 SiO/石墨/碳复合材料的制备示意图图2为上述材料的HRTEM照片。从图2(a)可以看出,类球状的氧化亚硅颗粒分散在大量片状的石墨基体中。从图2(b)可以看出,无定形态的SiO颗粒被无定形碳所包覆,包覆层厚度约10 nm。图2 SiO/石墨/碳复合材料的HRTEM图图3 为SiO/石墨/碳复合材料在100 mA/g电流密度、0.01-3 V电压下的循环性能图。该复合材料100周循环后容量可保持在850 mAh/g。图3 SiO/石墨/碳复合材料循环性能图图4为SiO/石墨/碳复合材料的倍率性能图。电流密度从100 mA/g逐渐增加到500 mA/g时比容量逐渐降低,即使在500 mAh/g的电流密度下容量依然可以达到730 mAh/g。当电流密度再降至100 mA/g时,容量重新稳定至808 mAh/g。优异的电化学性能归因于均匀分散的石墨和无定形碳为SiO颗粒充当了三维导电网络。图4 SiO/石墨/碳复合材料的倍率性能图