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晶态Li_(12)Si_7锂离子电池负极材料的电化学性能研究
  • ISSN号:1006-3471
  • 期刊名称:《电化学》
  • 时间:0
  • 分类:TQ126.2[化学工程—无机化工] O646[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:浙江大学材料科学与工程学院,硅材料国家重点实验室,浙江省电池新材料与应用技术研究重点实验室,浙江杭州310027
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.51471152); 教育部创新团队项目(IRT13037); 青年拔尖人才支持计划资助
中文摘要:

通过加热摩尔比为12:7的Li H/Si球磨混合物,避免了Li与Si之间巨大的熔点差异,成功制备了晶态Li_(12)Si_7合金,研究了其电化学性能和储锂机制.发现Li_(12)Si_7在0.02~0.6 V的嵌脱锂过程中,只发生晶胞体积的变化,而不产生相变,呈现出明显的固溶储锂机制.该固溶储锂机制的存在,有效抑制了Si基负极材料嵌脱锂过程中由于相变导致的体积效应,使得晶态Li_(12)Si_7在0.02~0.6 V电压范围内具有显著改善的电化学性能,其首次库伦效率高达100%,30次循环后的可逆容量保持率约为74%,分别优于相同条件下原始Si电极的55%和37%.

英文摘要:

Crystalline Li_(12)Si_7 is successfully synthesized by heating the mixture of Li H and Si with a molar ratio of 12:7, which avoids the huge difference of the melting points between Li and Si. The electrochemical performance and lithium storage mechanism of the as-prepared Li_(12)Si_7 are studied in this work. It is found that only a change in cell volume takes place without a phase change during the lithiation/delithiation of Li_(12)Si_7 at a voltage range of 0.02 ~ 0.6 V, exhibiting a solid-solution lithium storage mechanism. Such a lithium storage process effectively retards the volume effect caused by the phase change during lithiation/delithiation of Si-based anode. This induces significantly improved the electrochemical properties of crystalline Li_(12)Si_7 while cycling at 0.02 ~ 0.6 V. The first Coulombic efficiency of crystalline Li_(12)Si_7 is determined to be as high as 100%, and the capacity retention is 74% after 30 cycles, which are distinctly higher than those of Si anode(55% and 37%, respectively) under identical conditions.

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期刊信息
  • 《电化学》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国化学会 厦门大学
  • 主编:孙世刚
  • 地址:厦门大学D信箱
  • 邮编:361005
  • 邮箱:dianhx@xmu.edu.cn
  • 电话:0592-2181469
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-3471
  • 国内统一刊号:ISSN:35-1172/O6
  • 邮发代号:34-61
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:4569