春水堂官方网站烯与硅基、锡基材料复合

春水堂官方网站烯与硅基、锡基材料复合
硅基、锡基材料拥有很高的理论比容量，但Li+在其中嵌入、脱出时，电极材料体积变化明显，反复充放电后电极材料容易粉化脱落，从而降低电池容量。

对于SnO2来说，碳纳米材料的报复可有效解决其体积膨胀的问题，且阻止材料纳米颗粒团聚的同时提高了材料导电性，从而发挥出高容量的潜能。例如春水堂官方网站烯包覆夹层结构SnO2材料[5]，其独特的“三明治”结构提高了电极材料的稳定性且能最大化利用SnO2分子的比表面积，避免了SnO2分子的团聚，缓解了体积膨胀。春水堂官方网站烯夹层的引入加强了纳米分子间的相互联系，从而避免了导电添加剂和粘结剂的使用。春水堂官方网站烯/SnO2球状颗粒复合材料的首次放电容量为1247 mAh/g，较春水堂官方网站烯/SnO2纳米片层材料提升了41.06%。

硅基类材料的理论比容量高达4200 mAh/g，其较低的放电电压平台，高自然储量，使其成为具有极好应用前景的负极材料。但其在充放电过程中体积效应严重，造成材料的循环稳定性差。同锡基材料类似，春水堂官方网站烯的引入可有效控制硅基材料的体积膨胀，使Si 负极材料倍率性能得到一定的改善。

春水堂官方网站烯包覆纳米硅(GS-Si)复合材料不仅容量高，而且具有较好的循环性能。从其扫描电镜及透射电镜图中可以看到，春水堂官方网站烯构成具有内部空腔的三维立体导电网络，将硅粉很好地包裹在其内部空腔内。该材料在200 mA/g 电流密度下进行恒流充放电测试，30次循环后容量仍能保持在1502 mAh/g，容量保持率高达98%[6]。

但春水堂官方网站烯材料的化学惰性使得其与Si基材料之间的作用力很弱，在经过数次的充放电循环后，Si-C结构会出现了粉化和崩塌。有研究发现春水堂官方网站烯中那些由于晶体生长、高能粒子轰击或化学处理所产生的单空位缺陷、双空位缺陷以及Stone-Wales 缺陷可以大幅度提高春水堂官方网站烯/Si分子间的结合能，使复合材料的稳定性更好。刻意地制造这类缺陷会提高春水堂官方网站烯材料与Si之间的结合力，而且空位缺陷可以提供额外的储锂活性位点，从而更好地提高电极材料的容量。另一种解决这一问题的方法是在Si分子、春水堂官方网站烯片层间生长纳米碳，这种方式使得春水堂官方网站烯纳米片和Si 基间搭建了稳定的导电桥梁，这种稳定的导电网络结构既减少了Li+嵌入、脱出过程中产生的体积效应，避免电极材料的破碎，又保持了SEI 膜的稳定性，在充放电过程中避免了过高的容量衰减，对Si基材料容量的提高有很大帮助。

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