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纳米硅的砂磨宏量制备及其碳纤维复合负极的储锂性能研究

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硅碳负极材料因具有较高的储锂容量等优势在锂离子电池领域备受关注,但仍面临电导欠佳、体积膨胀及界面兼容性差等问题.本研究从太阳能电池微米硅废料的纳米化处理出发,通过优化砂磨实验参数实现宏量制备颗粒粒径约为300 nm硅纳米颗粒.进一步地,通过静电纺丝法制备铜纳米颗粒修饰的硅碳复合材料,所制硅碳复合材料中的硅与铜纳米颗粒内嵌或附着在纳米纤维上.综合研究其电化学储锂性能发现,该复合材料以碳纳米纤维作为基体,辅以铜纳米颗粒的修饰,可构建出高导电网格并进一步提升复合材料的电导能力,有效克服硅材料的剧烈体积膨胀以及导电性差的缺点,进而表现显著增强的电化学储锂综合性能.特别是,结构优化后的硅碳复合负极材料在1.0 A/g的较高电流密度下循环550次后仍可保持765.9 mAh/g的高可逆容量.因此,本研究为宏量制备硅纳米材料及其硅碳纤维复合负极提供了良好的参考.
Macroscopic fabrication of nano-silicon via sand-milling and investigation of lithium storage performance in carbon fiber composite anodes

lithium-ion batteriesscalable fabrication of nano-siliconsilicon-carbon anodesperformance modulationlithium storage capabilities

徐铖杰、黄玉林、林中飞雨、林志铭、方辰希、张卫军、黄志高、李加新

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福建师范大学物理与能源学院

福建省太阳能转换与储能工程技术研究中心,福建福州 350117

锂离子电池 纳米硅宏量制备 硅碳负极 性能调制 储锂性能

国家自然科学基金

22179020

2024

10.19799/j.cnki.2095-4239.2023.0664

储能科学与技术
化学工业出版社

储能科学与技术

CSTPCD北大核心
影响因子：0.852
ISSN：2095-4239
年,卷(期)：2024.13(1)
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