纳米硅/石墨负极材料的炭包覆改性研究

作     者：杨尚泽 梁江 冯斌 刘鹏 杨现锋 刘其城 YANG Shangze;LIANG Jiang;FENG Bin;LIU Peng;YANG Xianfeng;LIU Qicheng

作者机构：长沙理工大学材料科学与工程学院长沙410014 

出 版 物：《功能材料》 (Journal of Functional Materials)

年 卷 期：2021年第52卷第3期

页      面：3130-3134页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：湖南省教育厅优秀青年资助项目(19B038) 湖南省自然科学基金面上资助项目(2020JJ4094) 

主　　题：纳米硅 石墨 炭包覆 循环稳定性 界面结合 

摘      要：硅颗粒的低负载量及其与石墨基体的弱相互作用严重制约了硅/石墨负极材料的商业化应用。本研究通过浓硫酸和高锰酸钾的氧化处理增大石墨基体的比表面积,利用十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂,改善纳米硅与氧化石墨湿法混合的均匀性,采用柠檬酸催化蔗糖碳源的水解,以便热解后在复合材料表面形成完整的炭包覆层。XRD与SEM分析表明,改进的炭包覆工艺可促进氧化石墨的还原,获得高石墨化度的碳硅复合材料,并实现硅颗粒在石墨基体中的均匀分散。上述协同效应使炭包覆的纳米硅/石墨负极材料在100 mA·g^(-1)的电流密度下循环100圈后比容量仍能稳定在400 mAh·g^(-1)左右,在提升比容量的基础上,有效抑制了硅在循环过程中的体积膨胀。