www涩-www黄网站-www黄色-www黄色com-国产免费拍拍视频在线观看网站-国产免费怕怕免费视频观看

空心包裹結(jié)構(gòu)助力硅負(fù)極材料研究

2018-08-03 15:11:10 納米人  點(diǎn)擊量: 評(píng)論 (0)
近年來(lái),隨著國(guó)家對(duì)新能源汽車(chē)的大力支持,清潔無(wú)污染的電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量實(shí)現(xiàn)了井噴式的增長(zhǎng)。

近年來(lái),隨著國(guó)家對(duì)新能源汽車(chē)的大力支持,清潔無(wú)污染的電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量實(shí)現(xiàn)了井噴式的增長(zhǎng)。然而,目前商業(yè)化的鋰離子電池負(fù)極材料石墨在實(shí)際應(yīng)用中只能達(dá)到300~340mAh/g的容量,且已經(jīng)很難有提升,遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足新市場(chǎng)用戶(hù)對(duì)高性能鋰離子電池的迫切需求。

因此,越來(lái)越多的人致力于研發(fā)高能量密度的電池材料。硅負(fù)極材料因其自身較高的理論比容量(3752mAh/g),環(huán)境友好以及低廉的成本受到科研工作者的青睞,有望成為下一代電池系統(tǒng)的主力軍。

然而,硅負(fù)極材料的研發(fā)還存在諸多問(wèn)題,比如單質(zhì)硅在充放電過(guò)程中體積膨脹效應(yīng)高達(dá)300%,而引發(fā)結(jié)構(gòu)坍塌、粉化等問(wèn)題,嚴(yán)重制約了硅作為鋰離子電池負(fù)極材料的研發(fā)和應(yīng)用。要解決上述問(wèn)題,抑制電極反應(yīng)中的體積膨脹效應(yīng),改善單質(zhì)硅導(dǎo)電性差等問(wèn)題成為研究的關(guān)鍵。

有鑒于此,湘潭大學(xué)王先友教授課題組以一步法成功制備了雙層包覆的空心球形Si@TiO2@C負(fù)極材料。

▲圖1 Si@TiO2@C負(fù)極材料的(a)制備示意圖和(b)結(jié)構(gòu)示意圖

該工作以無(wú)模板法和鎂熱還原法制備得到空心Si球,再以鈦酸丁酯和葡萄糖雙包覆空心球HN-Si,進(jìn)而制備得到具有豐富孔結(jié)構(gòu)和高穩(wěn)定性的Si@TiO2@C負(fù)極材料。

▲圖2 SiO2(a,d-f)、HN-Si(b,g-i)以及Si@TiO2@C(c,j-l)的電鏡圖

首先,在充放電過(guò)程中,具有空心結(jié)構(gòu)的Si納米球可以自我調(diào)節(jié)巨大的體積膨脹;其次,TiO2殼層因自身的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)可以提高鋰離子傳輸速率(體積膨脹率僅為4%),并進(jìn)一步束縛Si活性材料的體積膨脹向內(nèi)腔轉(zhuǎn)移而不是向外;最后,外部的C層則進(jìn)一步提高復(fù)合材料的導(dǎo)電性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

該成果指出,傳統(tǒng)的單層包覆策略在面對(duì)Si負(fù)極材料巨大的體積膨脹效應(yīng)時(shí),無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)如今對(duì)電極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的要求,而這種新型的雙包覆-空心策略則能有效改善硅的體積膨脹效應(yīng)并提高其導(dǎo)電性。

結(jié)果表明,以鎂熱還原法和溶膠凝膠法合成的具有雙層穩(wěn)定的空心Si@TiO2@C納米球負(fù)極材料,在0.2A/g的電流密度、0.01-2.5V的工作電壓下,首次放電比容量為2557.1mAh/g,庫(kù)倫效率為86.06%。在1A/g的電流密度下,250次循環(huán)后Si@TiO2@C負(fù)極材料的可逆比容量仍有1270.3mAh/g。而沒(méi)有包覆的HN-Si負(fù)極材料首次放電比容量為2264mAh/g,庫(kù)倫效率僅為67.3%。

這種雙層包覆-空心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠縮短Li+和電子的傳輸路徑,豐富的孔道結(jié)構(gòu)也可以促進(jìn)電解液的充分浸潤(rùn),改善其倍率性能,同時(shí)均勻的TiO2殼和C層極大地提高了Si@TiO2@C負(fù)極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和導(dǎo)電性。

▲圖3 Si@TiO2@C負(fù)極材料的電化學(xué)性能表征

▲圖4 Si@TiO2@C(a)工作裝置示意圖、(b)TEM下充放電的結(jié)構(gòu)變化和(c)鋰化(去鋰化)示意圖

▲圖5循環(huán)性能、倍率性能以及阻抗分析

綜上,該研究中雙穩(wěn)定的空腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可促進(jìn)硅基負(fù)極材料的進(jìn)一步研究和發(fā)展,也為研究體積膨脹嚴(yán)重、導(dǎo)電性差的負(fù)極材料提供了借鑒。

參考文獻(xiàn):

LuB,MaB,DengX,etal.DualStabilizedArchitectureofHollowSi@TiO2@CNanospheresasAnodeofHigh-PerformanceLi-IonBattery[J].ChemicalEngineeringJournal,2018.

DOI:10.1016/j.cej.2018.06.109

大云網(wǎng)官方微信售電那點(diǎn)事兒

責(zé)任編輯:繼電保護(hù)

免責(zé)聲明:本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn),與本站無(wú)關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本站證實(shí),對(duì)本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實(shí)性、完整性、及時(shí)性本站不作任何保證或承諾,請(qǐng)讀者僅作參考,并請(qǐng)自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。
我要收藏
個(gè)贊
?
主站蜘蛛池模板: 深夜一级毛片 | 成年女人在线观看片免费视频 | 欧美国产日韩在线播放 | 国产一区二区三区久久精品小说 | 国产精品欧美日韩一区二区 | 99久久精品国产国产毛片 | www.亚洲在线 | 日韩专区亚洲综合久久 | 黄色天堂在线 | 狠狠狠狠狠 | 国产高清在线精品一区二区 | 91成人小视频 | 亚欧国产| 国产一区免费观看 | 国产乱码精品一区二区三区四川人 | 韩国一级特黄清高免费大片 | 欧美成人精品久久精品 | 国产精品三级国语在线看 | 三级全黄视频 | 精品国产高清久久久久久小说 | 一区二区三区视频免费 | avtom影院入口永久在线 | 美女在线看永久免费网址 | 欧美色综合高清视频在线 | 久久夜色精品国产噜噜亚洲a | 国产精品porn | 国产一级特黄全黄毛片 | 国产成人福利视频在线观看 | 欧美在线观看视频一区 | 国产精品亚洲一区二区在线观看 | 欧美亚洲另类久久综合 | 综合亚洲欧美日韩一区二区 | 国内精品久久久久影院不卡 | 人妖欧美一区二区三区四区 | 欧美成人午夜做爰视频在线观看 | 久草国产在线播放 | 国产成人精品一区二区免费视频 | 超矿碰人人超人人看 | 久久国产视屏 | 日本欧美一级二级三级不卡 | 加勒比一区二区 |