| Si-Fe复合SiOx/石墨基负极材料的电化学性能 |
| Electrochemical properties of Si-Fe incorporated SiOx/graphite base anode materials |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 袁天祥 | 华南理工大学材料科学与工程学院, 广东省先进储能材料重点实验室, 广州 510640
广东省科学院资源利用与稀土开发研究所, 稀有金属分离与综合利用国家重点实验室, 广东省稀土开发及应用研究重点实验室, 广州 510650 | | | 唐仁衡 | 广东省科学院资源利用与稀土开发研究所, 稀有金属分离与综合利用国家重点实验室, 广东省稀土开发及应用研究重点实验室, 广州 510650 | | | 刘江文 | 华南理工大学材料科学与工程学院, 广东省先进储能材料重点实验室, 广州 510640 | | | 肖方明 | 广东省科学院资源利用与稀土开发研究所, 稀有金属分离与综合利用国家重点实验室, 广东省稀土开发及应用研究重点实验室, 广州 510650 | | | 王英 | 广东省科学院资源利用与稀土开发研究所, 稀有金属分离与综合利用国家重点实验室, 广东省稀土开发及应用研究重点实验室, 广州 510650 | wy2228086@163.com | | 曾黎明 | 广东省科学院资源利用与稀土开发研究所, 稀有金属分离与综合利用国家重点实验室, 广东省稀土开发及应用研究重点实验室, 广州 510650 | lmz2012chem@163.com |
|
| 摘要: 针对硅氧基负极材料的主要缺陷,在SiOx/石墨基负极材料中巧妙地引入了Si-Fe、SnO2合金化合物,以改善其电化学性能,并通过机械球磨、喷雾干燥和高温热解策略制备了一系列硅氧基复合负极材料。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱仪(EDS)和恒流充放电测试仪对复合材料的物相、微观形貌及电化学性能进行了表征。电化学测试结果表明,复合质量分数5% Si-Fe的目标材料充电容量高达443.4 mAh·g-1,首次库仑效率达75.2%,循环310圈之后容量仍有369.1 mAh·g-1,容量保持率为81.0%(相对第11圈);同时,经Si-Fe复合之后,锂离子扩散速率得到了明显改善。 |
| 关键词: 锂离子电池 硅氧基负极 硅铁 复合材料 |
| 基金项目: 广州市科技计划项目(No.202103040001)和广东省科学院科技计划项目(No.2019GDASYL-0501008，2022GDASZH-2022010104，2023GDASZH-2023010104)资助。 |
| Abstract: To solve the major defects of SiOx-based anode materials, composite materials with different Si-Fe content and SnO2 were deliberately prepared via a tandem strategy involving mechanical ball milling, spray drying, and high-temperature pyrolysis in this paper. Furthermore, the phase structures, microscopic morphologies, and electrochemical properties of as-obtained materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), and galvanostatic charge-discharge test system. The electrochemical results show that the composite containing a mass fraction of 5% Si-Fe possesses a relatively good comprehensive electrochemical performance with a charging capacity of 443.4 mAh·g-1 and the first Coulombic efficiency of 75.2%. After 310 cycles, the charging capacity still retained 369.1 mAh·g-1, and the capacity retention rate was up to 81.0%. Meanwhile, the lithium diffusion rate is remarkably improved after Si-Fe incorporation. |
| Keywords: Lithium-ion battery SiO-based anode ferrosilicon composite materials |
| 投稿时间：2022-11-24 修订日期：2023-04-20 |
| 摘要点击次数: 3640 |
| 全文下载次数: 1089 |
| 袁天祥,唐仁衡,刘江文,肖方明,王英,曾黎明.Si-Fe复合SiOx/石墨基负极材料的电化学性能[J].无机化学学报,2023,39(6):1079-1090. |
| 查看全文 查看/发表评论 下载PDF阅读器 |
| Support information: 相关附件： 220515_supporting_imformation.doc |
|
|
|
|
|
|
