生物質(zhì)基體多孔碳制備的硅碳負(fù)極具有優(yōu)異的循環(huán)性能
近日，國內(nèi)天津大學(xué)多位研究人員發(fā)現(xiàn)，生物質(zhì)基體多孔碳制備的硅碳負(fù)極具有優(yōu)異的循環(huán)性能。
由于硅具有超高的理論比容量和低鋰嵌入電位，它被認(rèn)為是傳統(tǒng)石墨負(fù)極的可行替代品。然而，硅基材料在鋰離子電池中的大規(guī)模應(yīng)用因其固有的低電導(dǎo)率和脫嵌鋰過程中顯著的體積膨脹而受到嚴(yán)重阻礙。
在上述研究中，選擇低成本且天然豐富的花生殼作為前驅(qū)體，通過氫氧化鉀活化后在1300°C下碳化合成多孔硬碳。隨后，通過化學(xué)氣相沉積（CVD）將納米硅沉積到多孔硬碳基體上，并對沉積的硅產(chǎn)物進(jìn)一步進(jìn)行碳涂層處理，最終獲得結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的 PHC -1300@Si@C復(fù)合材料。
由于多孔硬碳基體的高電導(dǎo)率及其對納米硅體積膨脹的有效緩沖作用，合成的 PHC -1300@Si@C負(fù)極在0.5C下表現(xiàn)出顯著的循環(huán)穩(wěn)定性，在100次循環(huán)后仍保持803.4mAh/g的可逆比容量，容量保持率為65.5%。此外，對應(yīng)的 PHC -1300@Si@C//NCM811全電池在200次循環(huán)后仍保持73.7%的容量，彰顯其卓越的電化學(xué)性能和廣闊的應(yīng)用前景。
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