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、 SiSiO O材料锂离子负极材料的研制 简介 实验方法 实验结果和讨论 结论第1页/共15页简介简介1.Si材料的理论容量高达4200mAh g-1，可形成多种组分的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，通过炭包覆，金属修饰等方法，制备Si-SiO2-C负极材料。第2页/共15页实验方法制备过程在有机溶液中, ,直接球磨SiO,SiO,煤沥青和石墨，以及添加剂干燥后在高温下烧结3h3h，粉碎至400400目以70/15/1570/15/15的比例，混合材料，乙炔黑，PVDFPVDF，制成模拟CRCR24302

2、430电池进行测试。第3页/共15页实验结果和讨论 Si-SiO2-C 负极材料 通过高温烧结SiO转化为Si-SiO2结构，同时碳材料形成了包覆层，此种结构有利于缓冲Si材料的体积膨胀，和提高导电能力 Ag修饰Si-SiO2-C负极材料 采用易分解的Ag Ac作为Ag的前驱体，与SiO，石墨，煤沥青（SiO/graphite/coal pitch质量为3/1.5/1.5）直接球磨烧结形成 Si-SiO2-C-Ag复合负极材料 。 第4页/共15页Si-SiO2-C负极材料微观结构第5页/共15页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/

3、10102030405060708090100110010020030040050060070080090010001100open: Li-alloyingsolid: Li-de-alloyingSpecific Capacity / mAh g-1Cycle numberSi-SiOSi-SiO2 2-C-C电化学循环性能第6页/共15页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.

4、5/1.5Si-SiOSi-SiO2 2-C-C电化学充放电曲线第7页/共15页Ag修饰Si-SiO2-C负极材料.微观结构1020304050607080030006000Intensity290010001100Aadding 10wt% silver acetate Graphite Si SiO2 AgNo trace of Ag-Si or Ag-C compounds are detected第8页/共15页SEM 和 EDS mapping 图 (silver acetate, 10wt %) 经EDS分析，此种样品的Ag含量为5.57wt%, 非常接近于理论Ag含量 (6.0w

5、t%). 经电导率仪测试，经Ag修饰的样品电阻率降低40%。 第9页/共15页Si-SiO2-C-Ag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 densit

6、y of 100 mA g-1第10页/共15页循环伏安分析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 composite（silver acetate, 10wt%） at the scan rate of 0.1 mV s-第11页/共15页高导电性碳修饰 Cyclic performan

7、ce of the as-prepared Si-SiO2-graphite-carbon composites at the current density of 100 mA g-1. 第12页/共15页结论微观结构分析证明，制备Si-SiO2-carbon 材料具有碳包覆的核壳结构，此种结构能不仅能够缓冲Si颗粒电化学锂合金化的体积变化, 而且可以提供良好的导电性能。烧结后的复合Si-SiO2-carbon电极材料（SiO/ graphite /coal pitch质量为3/1.5/1.5）具有良好的电化学稳定性，可逆容量超过700mAh g-1。醋酸银作为Ag的前驱体，修饰Si-SiO2-C复合电极材料，取得了良好的电化学脱嵌锂性能，加入10wt%醋酸银的样品经1000热处理后