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大块硼掺杂和表面碳涂层使快速充电和稳定的硅阳极:从薄膜到厚硅电极( Bulk boron doping and surface carbon coating enabling fast-charging and stable Si anodes: from thin film to thick Si electrodes )
X Han Z Zhang H Chen L Luo Q Zhang J Chen S Chen Y Yang
为了解决高容量硅阳极的颗粒断裂和电连接性损失的问题,我们提出了一种表面碳涂层和块体硼掺杂相结合的新策略。以重硼掺杂多晶光伏硅颗粒为起始材料。块状硼掺杂可以增强电子传输和锂离子扩散,从而提高材料的高倍率性能。碳包硼硅电极具有快速的动力学特性和与电解质间稳定的界面,具有较高的容量保留率。以3900 ppm、120 ppm和10 ppm硼掺杂硅为例,在0.5C(1C=4000 mA g1)的高速率下,500次循环后容量保持率分别为668 mA h g1、293 mA h g1和79 mA h g1。此外,改进的质量负荷为2.0mg cm2,高面积容量(3.9mA h cm2)和高体积容量(2111mA h cm3)。我们的工作为设计稳定的高负载硅阳极开辟了新的视野,也适用于其他合金电极材料。
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