锂离子电池硅碳纳米管石墨烯自支撑负极材料研究无机材料学报.PDFVIP

第32 卷 第7 期 无 机 材 料 学 报 Vol. 32 No. 7 2017 年7 月 Journal of Inorganic Materials Jul., 2017 文章编号: 1000-324X(2017)07-0705-08 DOI: 10.15541/ji 锂离子电池硅/碳纳米管/石墨烯自支撑负极材料研究 1 1 1 2 1,3 4 白雪君 , 刘 婵 , 侯 敏 , 王 彪 , 曹 辉 , 付俊杰 (1. 上海航天电源技术有限责任公司, 上海201615; 2. 东华大学材料科学与工程学院, 上海201620; 3. 上海空间电源研 究所, 上海201216; 4. 中石化海洋石油工程有限公司上海物探分公司, 上海201208) 摘 要: 通过真空驱动自组装法及蒸汽处理得到结构疏松的硅/碳纳米管/石墨烯自支撑负极材料(Si/CNTs/GP) 。纳米 硅颗粒(50 nm)为活性物质, 均匀分布在石墨烯片层结构中间; 石墨烯作为碳基体, 通过自组装构筑形成二维导电 网络; 碳纳米管(CNTs)具有超高导电性和良好的力学强度, 它通过吸附作用均匀分布在石墨烯基体上形成导电的 支撑网络结构。经过蒸汽处理后, 石墨烯层间距明显增大, 层与层之间不再是紧密堆叠的结构, 而是形成一种疏 松、褶皱、内部空隙丰富的片层结构。Si/CNTs/GP 负极材料中丰富的内部空穴和贯穿孔洞, 提供了材料很高的比 表面积, 能有效提高电解液对材料的浸润性, 极大缩短了离子传输距离。同时这些内部空穴也有效缓冲硅充放电时 的体积膨胀, 提高了材料的结构稳定性和电化学性能。该负极材料在4 A/g 的大电流密度下容量维持在600 mAh/g, 表现出良好的大电流循环稳定性能。 关 键 词: 石墨烯; 硅; 锂离子电池; 自支撑; 蒸汽处理 中图分类号: TM911; O613 文献标识码: A Silicon/CNTs/Graphene Free-standing Anode Material for Lithium-ion Battery 1 1 1 2 1,3 4 BAI Xue-Jun , LIU Chan , HOU Min , WANG Biao , CAO Hui , FU Jun-Jie (1. Shanghai Aerospace Power Technology Co., LTD, Shanghai 201615, China; 2. College of Material Science and Engineering, Donghua University, Shanghai 201620, China; 3. Shanghai Instit