将硅纳米颗粒限域在多壳层空心球:一种提升循环稳定性的有效策略

作     者：杜寰 余若翰 谭兴念 吴劲松 赵东元 麦立强 周亮 Huan Du;Ruohan Yu;Xingnian Tan;Jinsong Wu;Dongyuan Zhao;Liqiang Mai;Liang Zhou

作者机构：State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and ProcessingWuhan University of TechnologyWuhan 430070China International School of Materials Science and EngineeringWuhan University of TechnologyWuhan 430070China Nanostructure Research Center(NRC)Wuhan University of TechnologyWuhan 430070China Hubei Longzhong Laboratory(LZL)Wuhan University of TechnoologyXiangyang 441106China 

基　　金：supported by the Key Research and Development Program of Hubei Province(2021BAA176) Hainan Provincial Natural Science Foundation of China(522CXTD516) 

出 版 物：《Science China Materials》 (中国科学（材料科学（英文版）)

年 卷 期：2023年第66卷第6期

页      码：2199-2206页

摘      要：单质硅是一种有潜力的高容量锂离子电池负极材料.然而,受限于充放电过程中巨大的体积膨胀,其循环性能并不理想.在这个工作中,我们设计了一种独特的三组分复合负极材料(Si/Cr_(2)O_(3)/C),其中Si纳米颗粒被限域在碳包覆的氧化铬多层空心球(MSHSs)中.得益于Cr_(2)O_(3)/C基体的体积变化缓冲能力与优异的结构稳定性,将Si纳米颗粒封装在MSHSs中可以有效地提高其电化学性能.合理的结构设计赋予了Si/Cr_(2)O_(3)/C三组分复合材料高的可逆容量(在100 mA g^(-1)的电流密度下,比容量为1351 mA h g^(-1))和稳定的循环性能(在500 mA g^(-1)的电流密度下,循环300次后比容量保持在716 mA h g^(-1)).这一工作提出了一种多壳层空心结构设计的新思路,以解决硅基负极材料循环性差的瓶颈.

主 题 词：硅基负极材料 充放电过程 硅纳米颗粒 循环稳定性 空心结构 电化学性能 有效策略 空心球 

学科分类：0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

核心收录：

D　O　I：10.1007/s40843-022-2370-1

馆 藏 号：203121663...