编号：CYYJ03134
篇名：基于ZIF-8的三维网络硅碳复合材料锂离子电池性能研究
作者：宿拿拿 韩静茹 郭印毫 王晨宇 石文华 吴亮 胡执一 刘婧 李昱 苏宝连
关键词： 负极 硅/碳 锂离子电池 三维网络状
机构： 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室 武汉理工大学纳微结构研究中心 那慕尔大学无机材料化学实验室
摘要： 锂离子电池已广泛应用于各种便携式电子设备及新能源汽车等领域,但随着电子设备的不断更新换代及电动汽车的快速发展,理论比容量较低的传统石墨负极(372 mAh/g)已无法满足社会的需求。基于此,本工作设计并制备了一种Zn基金属有机物框架(ZIF-8)衍生的三维网络状硅碳(Si@NC)复合材料用于锂离子电池性能研究。首先对纳米硅表面进行化学改性,然后在改性的硅表面原位生长ZIF-8小颗粒(Si@ZIF-8),最后对Si@ZIF-8碳化得到Si@NC复合材料。研究表明,Si@NC复合材料的三维网络状多孔结构既可以很好地限制硅的体积膨胀,又能极大地提升材料的电导率,展现出稳定的循环性能和良好的倍率性能,在5 A/g的大电流下能保持760 mAh/g的放电比容量。与商业三元正极材料组装的全电池也表现出较好的性能,在0.4C (1C=160 mA/g)下循环50圈依然可以保持60.4%的比容量。这些研究结果说明该Si@NC复合材料具有较好的应用前景。
