【摘 要】
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Si是目前理论容量最高的材料.但是,其作为锂离子电池的负极材料时,充放电过程中会产生剧烈的体积变化,由此导致的电极破碎和容量衰减限制了其在商业锂离子电池中的应用.
【机 构】
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浙江理工大学 先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室,浙江,杭州,310018
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Si是目前理论容量最高的材料.但是,其作为锂离子电池的负极材料时,充放电过程中会产生剧烈的体积变化,由此导致的电极破碎和容量衰减限制了其在商业锂离子电池中的应用.为了缓解这种缺点,本研究利用同轴静电纺丝技术制备了多孔Si/C复合纳米纤维并研究了其作为锂离子电池负极时的电化学性能.首先,以20％Si纳米颗粒(30-50nm)溶解在8％PAN的DMF溶液为静电纺丝的外层溶液,5％PMMA的DMF溶液为静电纺丝的内层溶液通过同轴静电纺丝制成皮-芯结构的Si/PAN/PMMA纳米纤维；其次,在碳化过程中,内层的PMMA高温热解逸出,形成了具有均匀孔隙的Si/C纳米纤维.纤维的形貌和结构组成用SEM,TEM,XRD,EDS,FTIR等进行表征；电化学性能利用充放电实验进行检测.充放电结果表明：电流密度为2A/g时,480次循环后,可逆容量为～600mAh/g；150-480次之间,容量下降率约为0.8mAh/g每圈.由实验数据知该电极材料具有良好的循环稳定性,这可能是因为纤维内均匀孔隙能够容纳循环过程中Si颗粒体积的变化,提高电极材料的稳定性,进而抑制容量的快速衰减.
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