碳材料与合金材料的复合是使材料走向实际应用的一种好方法
不同碳材料含量的Mg2Si/C复合材料的充放电循环实验表明,其电化学性能与碳材料的含量密切相关。当碳材料的含量适当时即可获得佳的电化学性能;对以碳纳米管(CNTs)或中间相碳球(CMS)作碳材料的两种硅化物复合材料系列,其中性能佳的CMS40和CNT40的放电容量随循环次数变化关系;并与未复合Mg2Si及CNTs和CMS作比较。这里,CMS40和CNT40分别代表复合材料中CMS和CNTs的质量百分含量各为40%,未复合的纯Mg2S,i经循环数周后容量就很快衰减到50mAhg-1以下,而纯CNTs及CMS材料的容量也仅能保持在200mAhg-1左右,当Mg2Si与两种碳材料分别复合后,相应的电化学性能均明显优于纯碳材料和纯Mg2Si材料,其中CNT40经30周循环后,可逆容量基本保持在300mAh/g左右,而CMS40的性能更佳,其放电容量经30周循环后还能保持在400mAh/g以上。显然复合作用使两种材料的循环稳定性得到很大的提高,其电化学性能也得到显著的改善。
复合方法是使合金类阳极材料走向应用的一种可行的办法。2Si和CMS40复合材料组装的电池于充放电循环前和以0.5mV/s的扫速在0023.0V电位区间经不同次数充放循环后的交流阻抗测试结果;如图,Mg2Si(a)和CMS40(b)的EIS曲线都由一个高频半圆和一条低频的直线构成,半圆的出现可归结为Mg2Si/C电极的电荷传递阻抗,根据半圆大小的变化便可获得充放过程电极表面变化的信息。纯Mg2Si的半圆变化很大,其半径经循环20次后由循环前的0.7增至1.2,但对CMS40,其交流阻抗谱的半圆半径起初仅为0.2,经1次循环后变为0.4,随后继续循环再也没有发生明显的变化,而且其值也远小于Mg2Si材料的。以上表明Mg2Si和CMS的作用不但降低了Mg2Si/C电极的电荷传递阻抗,而且提高了充放电循环过程界面的稳定性。
应用机械合金退火法制备Mg2Si和MnSi材料,显示了次放电容量高,电位平台低等优点,适合做锂离子电池负极材料。Mg2Si与CNTs或CMS经球磨复合后,明显地改善了硅合金材料的电化学稳定性,其中CMS40复合材料的可逆容量高达400mAh/g。碳材料与合金材料的复合是使材料走向实际应用的一种好方法,而球磨复合方法效果明显且操作简单,易于实现大规模的工业生产。
更多信息请关注复合材料信息网http://www.cnfrp.com
复合方法是使合金类阳极材料走向应用的一种可行的办法。2Si和CMS40复合材料组装的电池于充放电循环前和以0.5mV/s的扫速在0023.0V电位区间经不同次数充放循环后的交流阻抗测试结果;如图,Mg2Si(a)和CMS40(b)的EIS曲线都由一个高频半圆和一条低频的直线构成,半圆的出现可归结为Mg2Si/C电极的电荷传递阻抗,根据半圆大小的变化便可获得充放过程电极表面变化的信息。纯Mg2Si的半圆变化很大,其半径经循环20次后由循环前的0.7增至1.2,但对CMS40,其交流阻抗谱的半圆半径起初仅为0.2,经1次循环后变为0.4,随后继续循环再也没有发生明显的变化,而且其值也远小于Mg2Si材料的。以上表明Mg2Si和CMS的作用不但降低了Mg2Si/C电极的电荷传递阻抗,而且提高了充放电循环过程界面的稳定性。
应用机械合金退火法制备Mg2Si和MnSi材料,显示了次放电容量高,电位平台低等优点,适合做锂离子电池负极材料。Mg2Si与CNTs或CMS经球磨复合后,明显地改善了硅合金材料的电化学稳定性,其中CMS40复合材料的可逆容量高达400mAh/g。碳材料与合金材料的复合是使材料走向实际应用的一种好方法,而球磨复合方法效果明显且操作简单,易于实现大规模的工业生产。
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