新型硅碳复合材料的制备及其电化学性能研究

【作者】 芮秉龙； 聂平； 张晶； 赵翠梅； 常立民；

【机构】 吉林师范大学环境友好材料制备与应用教育部重点实验室； 吉林师范大学化学学院；

【摘要】 负极材料对于锂离子电池的电化学性能起着至关重要的作用。硅以其优异的比容量(4200 mAh g^-1),低工作电位,低成本和环境友好等特点,是负极材料的理想选择。然而,由于硅的各向异性,在充放电过程中,硅体积膨胀导致电极结构发生坍塌,同时与电解液形成不稳定的SEI膜,导致容量迅速衰减,循环稳定性和倍率性能明显下降。结构设计是缓解硅负极体积膨胀的有效途径,包覆和封装方法展现出巨大优势,然而大多数包覆层的机械性能差,从而导致电化学性能快速衰减。本文采用简单的化学气相沉积（CVD）工艺,以小分子有机溶剂为碳源,制备了表面包覆一层高度石墨化碳的纳米硅复合材料。获得的硅碳复合材料具有较高的本征电子电导率,稳定的SEI膜和结构柔性等特征。电化学测试表明,作为锂离子电池的负极材料,该复合材料具有优异的倍率特性和循环稳定性能。更多还原