闫坤
,
杨娟玉
,
于冰
,
余章龙
,
史碧梦
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.XY15012601
除了材料自身改性研究外,应用研究也是高容量硅碳复合材料的研究重点.以X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)研究了硅碳复合材料和导电剂的形貌特征,以电化学方法研究了3种不同形貌的复合导电剂(片状与小颗粒、类球形与小颗粒、纤维状与小颗粒)对硅碳电极的电化学性能的影响.结果表明,形貌和颗粒大小与活性材料本身差异较大的导电添加剂有利于改善电极导电性,提升电极循环性能.气相生长炭纤维和炭黑颗粒在电极的表面和截面分散均匀,组成三维导电网络.气相生长炭纤维和炭黑颗粒的协同作用有利于改善硅/石墨电极的循环性能.硅碳电极20周(电流密度0.15 mA·cm-2)的容量保持率增加了8％,较大电流密度下(0.75mA ·cm-2)其容量保持率由78％提高到90％.类球形石墨-炭黑颗粒复合导电剂使得Si/C电极的首次库仑效率提高到82％以上.
关键词:
导电剂形貌
,
锂离子电池
,
硅碳复合材料
,
电化学性能
武兆辉
,
杨娟玉
,
闫坤
,
于冰
,
方升
,
史碧梦
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2016.08.014
正负极材料比容量的提升是锂离子电池能量密度提高的决定性因素,具有高比容量的硅基负极材料(理论比容量为4200 mAh·g-1)是获得高能量密度锂离子电池的关键材料之一.然而,在嵌/脱锂过程中巨大的体积变化是限制硅材料应用的主要因素.作为维持电极结构的主要成分,聚合物粘结剂的选择也至关重要.开发具有新的结构和性能的聚合物粘结剂,来满足硅基负极材料的使用要求,可以有效提高硅基负极在循环过程中电极结构的稳定性,因此成为当前研究的热点.本文梳理了用于硅基负极聚合物粘结剂的发展脉络,分别总结了聚乙烯类聚合物、多糖类聚合物、聚酰亚胺类共聚物和导电聚合物4类聚合物粘结剂的结构和性能特点,以及4类聚合物粘结剂用于硅基负极时对材料性能的改善.在此基础上,提出了用于硅基负极的聚合物粘结剂应具备的结构和性能特点,为硅基负极聚合物粘结剂的设计和选择提供一种思路.
关键词:
聚合物粘结剂
,
硅基负极
,
高比容量
,
锂离子电池
