鋰離子電池硅/碳復合網狀整體電極的制備與性能

吳軍雄,秦顯營,梁葛萌,韻勤柏,賀艷兵，康飛宇，李寶華

(1.清華大學深圳研究生院 下一代動力與儲能電池關鍵技術工程實驗室，炭功能材料工程實驗室，廣東 深圳518055；2.清華大學 材料學院 先進材料教育部重點實驗室，北京100084)

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鋰離子電池硅/碳復合網狀整體電極的制備與性能

吳軍雄1,2,秦顯營1,梁葛萌1,2,韻勤柏1,2,賀艷兵1，康飛宇1,2，李寶華1

(1.清華大學深圳研究生院 下一代動力與儲能電池關鍵技術工程實驗室，炭功能材料工程實驗室，廣東 深圳518055；2.清華大學 材料學院 先進材料教育部重點實驗室，北京100084)

基于靜電噴霧沉積技術制備了硅-納米炭纖維-石墨烯雜化膜(Si/CNF/G)，其中納米硅顆粒包覆在多孔炭基體中，由納米硅和多孔炭組成的二次結構被鑲嵌在由納米炭纖維和石墨烯組成的三維交聯炭網絡中，最終構成無粘結劑的硅/碳復合整體電極。Si/CNF/G三維雜化膜用作鋰離子電池電極時，表現高的可逆比容量、長的循環壽命和良好的倍率性能。0.2 A·g-1恒定電流密度下，首次可逆比容量為957 mAh·g-1，經100圈循環容量保持率為74.4%；2 A·g-1恒定電流密度下，可逆比容量為539 mAh·g-1。多孔炭基體可有效緩沖硅的體積變化，促進形成穩定的固態電解質界面；納米炭纖維和石墨烯構建的三維炭網絡既穩定了電極的整體結構，又可為電子和離子提供快速傳輸通道。

鋰離子電池；硅/碳負極；電化學性能；靜電噴霧沉積

1　前言

硅材料用于鋰離子電池負極時，由于其理論容量高、安全性好、價格低廉和環境友好被認為是下一代鋰離子電池最具前景的負極材料[1,2]。……