寧夏大學(xué)《JCIS》：CNTs/CNFs互鎖結(jié)構(gòu)，用于高性能Si基鋰電池

1成果簡介

傳統(tǒng)電極在折疊的過程中活性物質(zhì)易從集流體上脫離而導(dǎo)致電極失效，常通過設(shè)計(jì)并構(gòu)筑自支撐電極的方式降低非活性物質(zhì)含量并提升電池能量密度。本文，寧夏大學(xué)張慧等在《Journal of Colloid and Interface Science》期刊發(fā)表名為“Rationally designed rGO@CNTs@CNFs film as self-supporting binder-free Si electrodes for high-performance lithium-ion batteries”的論文，為發(fā)展新型自支撐Si硅電極提供了新思路。論文從“點(diǎn)線面”設(shè)計(jì)角度出發(fā)，通過合理設(shè)計(jì)Si、碳納米管（CNTs）、碳納米纖維（CNFs）及氧化石墨烯（GO）的空間狀態(tài)實(shí)現(xiàn)“1D→2D→3D”的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。通過進(jìn)一步合理優(yōu)化CNTs及CNFs互鎖狀態(tài)來調(diào)整孔隙結(jié)構(gòu)以緩解Si的體積應(yīng)力，從而獲得具有高穩(wěn)定性的自支撐Si電極。

2圖文導(dǎo)讀

圖1、 自支撐rGO@CNTs@CNFs@Si-X電極合成過程

圖2、自支撐電極結(jié)構(gòu)表征

圖3 、電極電化學(xué)特性

圖4、循環(huán)后電極及柔韌特性

圖5、電池失效機(jī)制

3小結(jié)

綜上所述，論文提出了“1D→2D→3D”的簡單有效策略來制備具有三維多層結(jié)構(gòu)的自支撐無粘結(jié)劑的Si硅電極并通過調(diào)控CNTs/CNFs互鎖狀態(tài)將Si有效固定在導(dǎo)電彈性網(wǎng)絡(luò)中以減輕Si的體積應(yīng)力，這項(xiàng)工作為新型自支撐電極的開發(fā)提供了一種新思路。 文獻(xiàn)： https://doi.org/10.1016/j.jcis.2022.11.032

審核編輯 ：李倩