碳包覆结构的Si锂离子负极材料电化学性能研究ppt课件

1、1报告人：报告人： 卢志威卢志威重点实验室先进能源资料组重点实验室先进能源资料组中国电子科技集团公司第十八研讨所中国电子科技集团公司第十八研讨所碳包覆构造的碳包覆构造的Si锂离子负极资料电化锂离子负极资料电化学性能研讨学性能研讨学术交流学术交流2021年年10月月22日日 SiO SiO资料锂离子负极资料的研制资料锂离子负极资料的研制简介简介实验方法实验方法实验结果和讨论实验结果和讨论结论结论简介简介1.Si资料的实际容量高达4200mAh g-1，可构成多种组分的Li-Si合金2. 在锂合金化过程中，存在极大的体积膨胀率，Li4.4Si，300%3. 采用SiO作为Si的前驱体，经过炭包覆，

2、金属修饰等方法，制备Si-SiO2-C负极资料。实验方法实验方法制备过程在有机溶液中在有机溶液中, ,直接球磨直接球磨SiO,SiO,煤沥青和石墨，以及添加剂煤沥青和石墨，以及添加剂枯燥后在高温下烧结枯燥后在高温下烧结3h3h，粉碎至粉碎至400400目目以以70/15/1570/15/15的比例，混合资料，的比例，混合资料，乙炔黑，乙炔黑，PVDFPVDF，制成模拟，制成模拟CRCR24302430电池进展测试。电池进展测试。实验结果和讨论实验结果和讨论 Si-SiO2-C 负极资料负极资料 经过高温烧结经过高温烧结SiO转化为转化为Si-SiO2构造，同时碳资构造，同时碳资料构成了包覆层，

3、此种构造有利于缓冲料构成了包覆层，此种构造有利于缓冲Si资料的体积膨胀，资料的体积膨胀，和提高导电才干和提高导电才干 Ag修饰修饰Si-SiO2-C负极资料负极资料 采用易分解的采用易分解的Ag Ac作为作为Ag的前驱体，与的前驱体，与SiO，石，石墨，煤沥青墨，煤沥青SiO/graphite/coal pitch质量为质量为3/1.5/1.5直直接球磨烧结构成接球磨烧结构成 Si-SiO2-C-Ag复合负极资料复合负极资料 。 Si-SiO2-C负极资料负极资料微观构造微观构造SiO/石墨/煤沥青 质量比 3/1.5/1.5 、3/2/1、 3/1/2 SiO/煤沥青 1/101020304

4、05060708090100110010020030040050060070080090010001100open: Li-alloyingsolid: Li-de-alloyingSpecific Capacity / mAh g-1Cycle numberSi-SiO2-CSi-SiO2-C电化学循环性能电化学循环性能020040060080010000.00.51.01.52.02.53.0Potential / V,vs.Li/Li+Specific capacity / mAh g-1 1st cycle 5th cycleSiO/石墨/煤沥青 质量比 3/1.5/1.5Si-SiO

5、2-CSi-SiO2-C电化学充放电曲线电化学充放电曲线AgAg修饰修饰Si-SiO2-CSi-SiO2-C负极资料负极资料. .微观构造微观构造1020304050607080030006000Intensity290010001100Aadding 10wt% silver acetate Graphite Si SiO2 AgNo trace of Ag-Si or Ag-C compounds are detectedSEM 和和 EDS mapping 图图 (silver acetate, 10wt %) 经EDS分析，此种样品的Ag含量为5.57wt%, 非常接近于实际Ag含量

6、(6.0wt%). 经电导率仪测试，经Ag修饰的样品电阻率降低40%。 Si-SiO2-C-Ag电化学循环性能电化学循环性能Cyclic performance of the Si-SiO2-graphite-carbon-Ag composites heat treated at 1000 C at the current density of 100 mA g-1.Charge/discharge curves of heat treated Si-SiO2-C-Ag composite (Sample B, silver acetate, 10wt%) at the current de

7、nsity of 100 mA g-1循环伏安分析循环伏安分析Cyclic voltagrams of Si-based composites after heat treatment at 1000 C at the scan rate of 0.1 mV s-1.Cyclic voltagrams of the heat treated 50 wt% graphite-50 wt% coal pitch compositesilver acetate, 10wt% at the scan rate of 0.1 mV s-高导电性碳修饰高导电性碳修饰 Cyclic performance

8、of the as-prepared Si-SiO2-graphite-carbon composites at the current density of 100 mA g-1. 结论结论 微观构造分析证明，制备微观构造分析证明，制备Si-SiO2-carbon 资料具有碳包覆的核壳构造，资料具有碳包覆的核壳构造，此种构造能不仅可以缓冲此种构造能不仅可以缓冲Si颗粒电化学锂合金化的体积变化颗粒电化学锂合金化的体积变化, 而且可以提而且可以提供良好的导电性能。烧结后的复合供良好的导电性能。烧结后的复合Si-SiO2-carbon电极资料电极资料SiO/ graphite /coal pitch质量为质量为3/1.5/1.5具有良好的电化学稳定性，可逆容具有良好的电化学稳定性，可逆容量超越量超越700mAh g-1。 醋酸银作为醋酸银作为Ag的前驱体，修饰的前驱体，修饰Si-SiO2-C复合电极资料，获得了良好的复合电极资料，获得了良好的电化学脱嵌锂性能，参与电化学脱嵌锂性能，参与10wt%醋酸银的样品经醋酸银的样品经1000热处置后，其可热处置后，其可逆电化学