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通过形成高容量和长寿命锂离子电池分级保护套的硅和碳的界面工程( Interface Engineering of Silicon and Carbon by Forming a Graded Protective Sheath for High-Capacity and Long-Durable Lithium-Ion Batteries )
W Zhou J Chen X Xu X Han SI Hirano graded protective layer lignin carbon coating layer Si anode materials Li-ion batteries
硅是最有前途的锂离子电池负极材料之一，但其低电导率和锂化后巨大的体积膨胀严重影响了其应用前景。本文以木质素为碳源，Ni(NO3)2为助剂，在Si纳米粒子表面引入分级保护层。有趣的是，保护套从内部到外部由NiSi2、SiC和C组成，从而保证相邻部件之间的良好兼容性。由于这种独特的包覆层,所获得的纳米复合材料具有较大的可逆比容量（0.2a g-1时为1586.3mAh g-1）,优异的倍率性能（5 a g-1时为879.4mAh g-1）和优异的循环性能（在1 a g-1下循环500次后容量保持率为88.2%）。这种优异的性能是由于微体积膨胀、高Li+离子扩散系数、良好的界面稳定性和快速的电化学动力学所致。这些性能明显优于同行，得益于界面工程。本研究为构建高容量、长寿命的储能电极材料提供了新的见解。
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