锂离子电池中的高容量合金/碳复合电极研究

无机材料学报

锂离子电池中的高容量合金/碳复合电极研究

刘宇; 解晶莹; 杨军; 王可; 王保峰

中科院上海微系统与信息技术研究所能源科学与技术室上海; 200050

收稿日期:2001-12-03 修回日期:2002-01-07 出版日期:2003-01-20 网络出版日期:2003-01-20

High Capacity Alloy/Carbon Composite Electrode for Lithium ion Batteries

LIU Yu; XIE Jing-Ying; YANG Jun; WANG Ke; WANG Bao-Feng

Energy Science and Technology Laboratory; Shanghai Institute Microsystem and Information Technology Chinese Academy of Sciences; Shanghai 200050; China

Received:2001-12-03 Revised:2002-01-07 Published:2003-01-20 Online:2003-01-20

摘要/Abstract

摘要： 采用含有多碳链结构的金属有机化合物,利用固相反应,得到亚微米尺寸的SnSbx合金颗粒,高度均匀地沉积在中间相碳微球(CMS)球体表面.合成的SnSb_x/CMS复合材料做成扣式电池经电化学性能测试,电极可逆比容量超过430mAhg^-1,相对于空白CMS电极(可逆比容量310mAhg^-1)提高近40％,循环30次后容量维持在90％以上.结果表明:制备的复合电极不但具有较高的可逆比容量,而且能防止纯粹合金嵌脱锂过程产生的严重体积效应,从而提高电极循环性能.

关键词: 有机金属化合物, 合金负极, 中间相碳微球, 锂离子电池

Abstract: Sub-micron size metallic particles were finely deposited on the surface of Carbonaceous Mesophase Spherules (CMS) by the decomposition and reduction of
organic metallic compound by solid-state reaction. Electrochemical cycling tests of coin cells show that the capacity retention at the 30th cycle is 90%, and special capacity is over 430 mAh g^-1, improving about 40\% versus pure
CMS electrode. Obtained Alloy/CMS composite powders with high special capacity are used as anode materials for lithium ion cells and can avoid the drastic volume
change when lithium inserting into and extracting from Alloy matrix, and improve the cycle performance of electrode.

Key words: organic metallic compound, alloy anode, carbonaceous mesophase spherules, lithium ion batteries

中图分类号:

TM911

刘宇,解晶莹,杨军,王可,王保峰. 锂离子电池中的高容量合金/碳复合电极研究[J]. 无机材料学报.

LIU Yu,XIE Jing-Ying,YANG Jun,WANG Ke,WANG Bao-Feng. High Capacity Alloy/Carbon Composite Electrode for Lithium ion Batteries[J]. Journal of Inorganic Materials.

[1]	刘鹏东, 王桢, 刘永锋, 温广武. 硅泥在锂离子电池中的应用研究进展[J]. 无机材料学报, 2024, 39(9): 992-1004.
[2]	程节, 周月, 罗薪涛, 高美婷, 骆思妃, 蔡丹敏, 吴雪垠, 朱立才, 袁中直. 蛋黄壳结构FeF₃·0.33H₂O@N掺杂碳纳米笼正极材料的构筑及其电化学性能[J]. 无机材料学报, 2024, 39(3): 299-305.
[3]	胡梦菲, 黄丽萍, 李贺, 张国军, 吴厚政. 锂/钠离子电池硬碳负极材料的研究进展[J]. 无机材料学报, 2024, 39(1): 32-44.
[4]	苏楠, 邱介山, 王治宇. 高容量氟掺杂碳包覆纳米硅负极材料: 气相氟化法制备及其储锂性能[J]. 无机材料学报, 2023, 38(8): 947-953.
[5]	杨卓, 卢勇, 赵庆, 陈军. X射线衍射Rietveld精修及其在锂离子电池正极材料中的应用[J]. 无机材料学报, 2023, 38(6): 589-605.
[6]	宿拿拿, 韩静茹, 郭印毫, 王晨宇, 石文华, 吴亮, 胡执一, 刘婧, 李昱, 苏宝连. 基于ZIF-8的三维网络硅碳复合材料锂离子电池性能研究[J]. 无机材料学报, 2022, 37(9): 1016-1022.
[7]	王洋, 范广新, 刘培, 尹金佩, 刘宝忠, 朱林剑, 罗成果. 钾离子掺杂提高锂离子电池正极锰酸锂性能的微观机制[J]. 无机材料学报, 2022, 37(9): 1023-1029.
[8]	朱河圳, 王选朋, 韩康, 杨晨, 万睿哲, 吴黎明, 麦立强. 超高镍LiNi_0.91Co_0.06Al_0.03O₂@Ca₃(PO₄)₂正极材料的储锂稳定性的提升机制[J]. 无机材料学报, 2022, 37(9): 1030-1036.
[9]	冯锟, 朱勇, 张凯强, 陈长, 刘宇, 高彦峰. 勃姆石纳米片增强锂离子电池隔膜性能研究[J]. 无机材料学报, 2022, 37(9): 1009-1015.
[10]	陈莹, 栾伟玲, 陈浩峰, 朱轩辰. 基于应力场的锂离子电池正极多尺度失效研究[J]. 无机材料学报, 2022, 37(8): 918-924.
[11]	江依义, 沈旻, 宋半夏, 李南, 丁祥欢, 郭乐毅, 马国强. 双功能电解液添加剂对锂离子电池高温高电压性能的影响[J]. 无机材料学报, 2022, 37(7): 710-716.
[12]	苏东良, 崔锦, 翟朋博, 郭向欣. 石榴石型Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂对Si/C负极表面固体电解质中间相的调控机制研究[J]. 无机材料学报, 2022, 37(7): 802-808.
[13]	肖美霞, 李苗苗, 宋二红, 宋海洋, 李钊, 毕佳颖. 表面端基卤化Ti₃C₂ MXene应用于锂离子电池高容量电极材料的研究[J]. 无机材料学报, 2022, 37(6): 660-668.
[14]	王禹桐, 张非凡, 许乃才, 王春霞, 崔立山, 黄国勇. 水系锂离子电池负极材料LiTi₂(PO₄)₃的研究进展[J]. 无机材料学报, 2022, 37(5): 481-492.
[15]	李昆儒, 胡省辉, 张正富, 郭玉忠, 黄瑞安. 源于溪木贼的高性能锂离子电池三维多孔生物质硅/碳复合负极材料[J]. 无机材料学报, 2021, 36(9): 929-935.