易丝帮讯 尽管以石墨为负极的锂离子电池已在市场上可以买到,但其理论容量(372mAh·g-1)仍无法满足高容量和高电流密度的商业应用。因此,发展中的商用阳极电极应朝着高容量,资源丰富和稳定的循环性能发展。
在负极材料中,由于高的理论容量(4200mAh·g-1),Si被认为是锂离子存储的良好替代品。然而,较大的体积变化会导致较差的循环稳定性,从而严重影响其适用性。此外,其氧化物(SiO2)是最丰富的材料之一,其理论容量经计算为1965mAh·g-1。但是,对于锂离子电池来说,它经常被忽略,由于它作为整体氧化物的稳定性而被认为是非活性的,而表明纳米SiO2可以改善能量存储活性。 当前的基于SiO2的复合电极在低电流密度(<1A·g-1)下可以实现更好的性能,但是如何获得高活性的SiO2复合材料以满足锂离子的高储量将是一个挑战。
近期,南昌航空大学发明了一种静电纺丝法合成SiO2@C纳米纤维。其制备方法为纳米SiO2与PVP分别加入到酒精溶液中,经均匀搅拌后得到透明胶状液体,随后,将获得的溶液倒入注射泵中准备进行电纺。静电纺丝结束后收集的前驱体纤维先进行稳定化处理,然后在保护气氛下在保温2h,即获得SiO2-碳纳米纤维。
制备的SiO2-碳纳米纤维在作为锂离子电池负极材料时展示出优异的稳定性和高的倍率性能,而这种合成方法具有流程简单、经济合理、环境友好、形貌结构可控、易于大规模生产等优点。
附:专利信息
申请日 2020.08.17
申请人 南昌航空大学
发明人 陈智 黄军同 向彤 冯志军 杨会永 李喜宝