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| 1 | 二次包覆法制备煤沥青基硅/碳复合物及其锂离子电池性能显示文摘本文采用市售纳米硅为硅源,以软化点低、得碳率高、价格便宜的煤沥青作为碳源,通过两步包覆法制备了煤沥青基硅/碳(Si/C/C)复合物,并研究其作为锂离子电池负极材料的电化学性能。结果表明,所得复合物的粒径在300~350 nm间,Si纳米粒子被C包覆并相互连结成C-Si-C网络结构,其中Si含量为27%的硅/碳复合物(Si/C/C-27%)作为锂电池电极材料表现了良好的储锂性能。在0.1 A/g的小电流密度下,Si/C/C-27%的放电比容量为1281 mA·h/g;在3 A/g的大电流密度下,其放电比容量仍能保持在582 mA·h/g,表现了良好的倍率性能。Si/C/C-27%在2 A/g的电流密度下经过100次的循环后其比容量保持率为76.61%,表现了良好的循环稳定性。相比于煤沥青基碳的一次包覆所得的硅/碳复合材料(Si/C),Si/C/C有效提高了Si纳米粒子的导电性并抑制了其在嵌锂和脱锂过程中的体积膨胀。本文提出的二次包覆的新方法为制备具有优异电化学性能的锂离子电池负极材料提供了新的研究思路。 | 王金莹 曲江英 李杰兰 汤占磊 臧云浩 王涛 顾建峰 周钢 高峰 | 2020 | 应用化学2020，37，5： | 4 |
| 2 | 高分散SiO2/石油沥青基多孔碳用于锂离子电池负极显示文摘二氧化硅(SiO2)作为锂离子电池负极材料具有理论容量高、放电电位低、成本较低等特点,但存在导电性差、充放电过程体积膨胀严重以及容量衰减过快等问题。以石油沥青为碳源,利用硅烷偶联剂KH-540对纳米α-Fe2O3模板剂进行表面化学包覆,然后将硅源修饰模板剂与碳源混合,经碳化、酸洗等步骤得到高分散SiO2/石油沥青基多孔碳(SiO2/PC)。所得SiO2/PC作为锂离子电池负极材料,在1 A·g^−1电流密度下,循环900圈后仍具有640 mA·h·g^−1的高可逆比容量。研究结果表明,高度纳米化的SiO2在高温碳化过程原位生成,紧密牢固地负载于多孔碳表面,提高了其导电性,同时能够有效缓解SiO2在充放电过程中的体积膨胀,抑制SiO2的团聚或粉化,从而表现出优异的电化学性能。 | 夏争争 刘加亮 牛建杰 胡涵 赵青山 吴明铂 | 2020 | 化工学报2020，71，6： | 2 |
| 3 | MOF衍生碳包覆硅纳米颗粒限制于石墨烯复合负极材料的制备及性能研究显示文摘采用原位生长法设计并合成了MOF衍生碳包覆硅纳米颗粒限制于石墨烯的复合材料(Si/C@G),并应用于锂离子电池负极材料,该材料结构有效缓解硅基负极材料充放电过程的体积变化,促进了稳定的固态电解质中间相层的形成,提高了电极材料的电导率。Si/C@G负极材料在电流密度500 mA/g时经100次循环可逆比容量仍有1081.2 mAh/g;在电流密度5.0 A/g时其可逆容量达到949.6 mAh/g。Si/C@G负极在1.0 A/g的恒电流密度下循环500次后可逆比容量可保持在677.2 mAh/g左右,库仑效率可达99.84%,表现出良好的循环稳定性。 | 王苏媚 张福勤 童汇 毛高强 刘志远 喻万景 | 2022 | 矿冶工程2022，42，4： | 2 |
| 4 | 纳米蛋黄核壳结构锂离子电池硅碳负极材料研究进展显示文摘由于硅的大体积变化和电导率差等问题,这种容量高达4200 mA·h·g^(-1)的负极材料难以实现商业化。蛋黄核壳结构的硅碳负极是目前锂离子电池硅碳负极材料研究的热点,该结构可以很好地缓解硅负极在充放电过程中因体积膨胀而引发的一系列问题,从而获得优越的储锂性能。本文对蛋黄核壳结构硅碳负极的碳源、结构类型和制备工艺等进行了分类和总结,并对一些重要的结构参数进行了阐述,展望了未来蛋黄核壳结构硅碳负极的发展方向。 | 隋林秀 胡单单 石津津 袁小亚 金湛 | 2023 | 复合材料学报2023，40，8： | 1 |
| 5 | 内膨胀核-缓冲-壳结构Si/EG/C复合材料应用于高性能锂离子电池负极显示文摘本文采用球磨和喷雾干燥法,制备了类西瓜型可控内膨胀核-缓冲-壳结构Si/电化学剥离石墨烯/C(Si/EG/C)复合材料.在纳米硅和碳壳之间填充了含大量褶皱和空隙的EG,不仅缓冲了Si/EG/C颗粒内部硅的体积变化,还提供了锂离子的快速传输通道.凭借这些优势,核-缓冲-壳结构的Si/EG/C表现出优异的电化学性能.半电池中Si/EG/C负极在100次循环后相对于初始容量没有下降(834 mA h g^(-1)).此外,Si/EG/C//LiCoO_(2)全电池在500次循环后相对于初始放电容量的容量保持率接近100%.这些结果表明Si/EG/C在下一代锂离子电池中具有潜在应用前景. | 张泽宇 孙世雄 张稳 徐佳 王鑫 方淳 李箐 韩建涛 | 2022 | Science China Materials2022，65，11： | 1 |
| 6 | Constructing a'pea-pod'-like nanostructure to provide valid conductive matrix and volume change accommodation for silicon anode in lithium ion batteries显示文摘A'pea-pod'-like composite of graphene-wrapped silicon nanoparticles(P–Si@GS)was successfully prepared via a new and facial technique utilizing freeze-drying and subsequent solvothermal process.The cross-linked'pods'formed by curled few-layer graphene sheets constituted a conductive network,in which silicon nanoparticles were tightly wrapped.The unique graphene-wrapped structure with mesopores on the surface can effectively enhance the conductivity of silicon,alleviate its volume effect and provide rapid transport channels for electrons and ions,thus resulting in excellent electrochemical performance.The strategy of combining freeze-drying and solvothermal methods is facile,low-cost and effective,which provides new ideas for the preparation of highperformance graphene-wrapped nanoparticles composites. | Jingjing Ma Huan Zhang Yuanchao Li Linfeng Hu Qing Wang WanQing Zhang Li Yang Guang-Ri Xu Yu-Shi He Tianjun Lou Zi-Feng Ma | 2021 | Green Chemical Engineering2021，2，3： | 0 |
| 7 | Synergistic protection of Si anode based on multi-dimensional graphitic carbon skeletons显示文摘Inspired by the natural corn structure,a Si@hollow graphene shell@graphene(Si@GS@G)anode material was prepared in which silicon nanoparticles were preliminarily anchored onto the surface of an elastic graphene shell and further constrained using graphene sheets.Hollow graphene oxide shells with abundant surficial hydrogen bonds,which were synthesized using a novel bottom-up method,were used as an intermediate material to anchor positively charged silicon nanoparticles via electrostatic attraction and achieve a rational spatial distribution.The inner hollow graphene shell anchorage and outer graphene constraint synergistically constituted a porous and robust conductive corn-like structure.The as-fabricated Si@GS@G anode afforded efficient electron and ion transport pathways and improved structural stability,thereby enhancing Li+storage capability(505 mAh·g^(−1)at 10 A·g^(−1))and extending the lifespan compared to the single hollow graphene shell or graphene sheet-protected Si anode(72%capacity retention after 500 cycles).The improved kinetics of the Si@GS@G anode were investigated using electro impedance spectroscopy,galvanostatic intermittent titration,and pseudocapacitance contribution rate analysis,and the structural evolution was analyzed using ex situ electron microscopy.This study proposes a novel hollow graphene oxide shell as an activated intermediate material for designing a porous electrode structure that facilitates an enhanced electrochemical performance. | Qitao Shi Haiming Wang Junhua Zhou HuyQuang Ta Jiaqi Wang Xueyu Lian Klaudia Kurtyka Barbara Trzebicka Thomas Gemming Mark H.Rümmeli | 2022 | Nano Research2022，15，9： | 0 |
| 8 | 桦木基Si@C复合材料的制备及其电化学性能显示文摘以桦木屑为碳源,KOH为活化剂,采用碳化-活化工艺制备多孔炭。用浸渍法将纳米硅颗粒分散在桦木基多孔炭上,得到桦木基Si@C复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)、N_(2)吸附等手段表征多孔炭和Si@C复合材料的微观形貌、元素组成、晶型和孔结构等。以桦木基Si@C复合材料作为锂电池负极材料,采用扣式法制备纽扣电池并研究Si@C复合材料的电化学性能。结果表明:桦木基多孔炭和桦木基Si@C复合材料均很好保持了原桦木基的骨架结构特点;纳米硅颗粒均匀负载在多孔炭的表面和孔洞中;桦木基Si@C复合材料在0.5 A/g时的初次放电比容量为1 099.98 mA·h/g, 200次循环后稳定在1 089.77 mA·h/g,容量保持率为99.07%,展现出优异的循环稳定性能。 | 王倩雯 高耕 张克宇 胡均贤 姚耀春 | 2022 | 矿冶2022，31，4： | 0 |
| 9 | 氮化钒/纳米硅/碳复合微球的制备及其储锂性能显示文摘硅(Si)因拥有高的比容量,资源丰富等优势有望成为下一代高性能锂离子电池负极材料,但其导电性差和循环过程中体积膨胀严重等缺陷限制了其进一步应用。采用喷雾干燥法,以玉米淀粉、纳米硅和NH_(4)VO_(3)作为原料,经碳化与氮化后获得氮化钒/纳米硅/碳复合微球(Si@VN/C)。氮化钒的引入提供了电子/离子快速传输通道,提高了纳米硅的导电率,并使纳米硅保持了良好的结构稳定性。碳层将作为纳米硅颗粒的保护层,避免纳米硅与电解液直接接触,有效缓解纳米硅充放电后的体积膨胀。Si@VN/C展现出良好的循环性能,在0.2 A·g^(-1)电流密度下循环130圈后容量为818 mAh·g^(-1),在0.5 A·g^(-1)高电流密度下循环300圈后可逆容量仍保持580.5 mAh·g^(-1)。 | 郭鑫博 王家琛 李高杰 高标 别传玉 张宇平 | 2022 | 稀有金属2022，46，6： | 0 |
| 10 | 低成本硅纳米管/碳复合材料的制备及储锂性能显示文摘以天然硅酸盐矿物还原制备硅负极材料,即可以继承天然矿物结构来提高硅材料的电化学性能,又具有低成本的特点。以天然埃洛石铝热还原的产物为原料,沥青为碳源,采用简单的蒸发溶剂的方法制备了硅碳复合材料。结果表明:硅是以直径为30 nm左右的纳米管形式存在,碳层均匀地包覆在硅纳米管上,使得硅碳复合材料的直径增大,碳层厚度约为7 nm,碳以无定形结构存在,碳包覆还导致比表面积下降。电化学测试表明,与硅纳米管相比,当包覆碳含量(质量分数)为15%时电化学性能最好,首次充放电容量分别为1 387.8 mA·h/g和1 615.7 mA·h/g,首次Coulombic效率达到85.9%。不但保持住了硅纳米管的首次充放电效率,循环性能得到大幅度提升,与硅纳米管的循环200次容量保持率38%相比,包覆碳含量为15%的循环200次容量保持率提高了45.8%。包覆碳含量为15%的硅/碳复合材料的500次循环后比容量为1 065.6 mA·h/g。容量保持率为76.8%。 | 杨绍斌 赵玲敏 赵明远 董伟 | 2022 | 硅酸盐学报2022，50，7： | 0 |
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