张毅
,
杜栓丽
,
程亚军
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.10.005
黏结剂对于硅基锂离子电池性能起着至关重要的作用.提出采用水性、二价多糖化合物海藻酸镁作为黏结剂,提高硅负极锂电性能的思想.研究工作显示,相比常用的羧甲基纤维素钠黏结剂,采用海藻酸镁黏结剂的硅基锂离子电池具有更好的循环性能,在较高电流密度下具有更高的可逆充放电比容量.200 mA/g电流密度下,100次循环后容量仍保持在1500mAh/g左右.在1000mA/g电流密度下,可逆比容量仍然有大约1300mA/g.海藻酸镁黏结剂对于硅负极锂离子电池性能的改善作用可能与二价镁离子对海藻酸盐能够诱导起到交联作用,从而增强其对于硅纳米粒子的黏结有关.研究成果显示海藻酸镁有希望成为一种新型高性能水性硅基锂离子电池黏结剂.
关键词:
水性黏结剂
,
海藻酸镁
,
锂离子电池
,
硅纳米粒子
,
电化学性能
王梅梅
,
潘晶
,
程亚军
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.24.004
以纳米硅粉为硅源,乙酸铜为铜纳米粒子前驱体,双官能团甲基丙烯酸酯单体为溶剂和碳源,利用热引发聚合方法,结合高温氩气气氛煅烧,原位可控合成硅/铜/碳纳米杂化材料,并通过后续不同气氛(空气或者空气结合氢气)、不同温度条件下热处理,进一步调控杂化材料中碳基质含量,达到改善单质硅负极材料循环性能、提高杂化材料导电性能的目的。采用粉末衍射(XRD)、能量弥散 X射线谱图(EDX)、热重分析实验(TGA)、扫描电镜(SEM)、电化学阻抗测试(EIS)以及锂离子电池循环性能测试等方法对杂化材料的结构、结晶、组成、形貌、导电性能以及锂电循环性能进行了较为系统的研究。研究结果表明,单质硅以及单质铜均匀分布在碳基质中；单质铜的形成有效提高了杂化材料的导电性；后期热处理能够进一步调控碳基质含量,从而使得杂化材料初始放电比容量从1156 mAh/g提高到1997 mAh/g,而循环性能得到一定程度保持。
关键词:
硅纳米粒子
,
铜纳米粒子
,
锂离子电池
,
负极材料
,
碳基质
,
丙烯酸酯树脂
