“莲藕”结构硅碳复合材料的储锂性能调控及机理研究

    成果编号：9642024J0609
    第一完成单位名称：宁夏大学
    联系人：郝健 联系人电话：18295191543
    成果简介：
    项目依据硅基材料失效机制，以碳纳米管，石墨烯，聚苯胺等高导电性，强机械稳定性材料为基底，利用离子液体自组织，真空抽滤等手段构筑无粘结剂硅基自支撑“莲藕”结构电极材料。用离子液体阴阳离子间的静电引力诱导碳纳米管自组装，制备了无粘结剂硅碳复合材料（Si-CNTs），并确定了复合材料的最佳硅碳比为硅含量为30%。与传统涂膏法合成的硅碳复合材料（MixSi-CNTs）相比，Si-CNTs表现出较优的循环稳定性。采用化学氧化聚合法制备聚苯胺（PANI）并将其包覆在自支撑薄膜的表面，利用PANI缓冲硅的体积膨胀应力，设计并合成了聚苯胺的自支撑硅碳复合材料（SiNPs-CNTs-rGO-PANI），将其作为锂离子电池负极材料探究储锂性能。研究结果表明，无粘结剂硅基自支撑“莲藕”结构电极结构在缓冲硅体积膨胀及提升电极材料导电性上有一定优势，项目发表SCI论文4篇，授权专利1项，培养研究生2名。