论文摘要
以可再生生物质芦苇叶为原料,通过热解碳化、CO2高温脱碳和镁热还原三步热处理制备Si/C复合材料。利用扫描电子显微镜、热重与差热分析、拉曼光谱、X射线衍射等手段对芦苇叶热解碳化产物、CO2高温脱碳产物和最终合成的Si/C复合材料的形貌、组成和结晶度进行表征,同时对Si/C复合材料的电池性能进行综合评估。结果表明:在1 000℃下CO2高温脱碳处理6 h制备得到最佳的镁热还原前驱体,前驱体里的无定型Si O2在镁热还原反应中基本都转化成晶体硅,最终的Si/C复合物拥有约9.1%的N掺杂碳含量和高结晶度的晶体硅,保留了原始芦苇叶的三维硅骨架结构; Si/C电极在电流密度100 m A/g下的充电比容量高达935.7 m Ah/g,在电流密度1 000和2 000 m A/g下比容量分别为520.7和277.8 m Ah/g,且循环过程中库伦效率均在95%以上,表现出优越的倍率性能和良好的循环性能。此外,该制备工艺简单,这种低成本、储量丰富的生物质硅源材料芦苇叶有望作为下一代高能量密度锂离子电池硅负极的生产原料,推动实现硅负极的规模化生产。
论文目录
文章来源
类型: 期刊论文
作者: 王洁,张健,于样,张涌,朱秀英,岳宏芫,王子奇,周文豪
关键词: 生物质,复合,锂离子电池,负极
来源: 林业工程学报 2019年05期
年度: 2019
分类: 农业科技,工程科技Ⅱ辑
专业: 电力工业
单位: 南京林业大学化学工程学院,南京林业大学江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心,南京林业大学汽车与交通工程学院
基金: 国家自然科学基金(21706135),江苏省自然科学基金(BK20160920),江苏省重点研发计划产业前瞻与共性关键技术(BE2017008-2),江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD),2018年大学生实践创新训练计划项目(2018NFUSPITP081)
分类号: TM912
DOI: 10.13360/j.issn.2096-1359.2019.05.012
页码: 84-91
总页数: 8
文件大小: 4680K
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