SiOC納米粒子因其高容量和優異的循環穩定性而被認為是最有前途的鋰離子電池負極之壹。然而，高比表面積和高顆粒間電阻引起的副反應阻礙了SiOC材料的實際應用。在這篇文章中，東華大學楊建平的壹個研究團隊在《新化學雜誌》(New J.Chem)上發表了壹篇題為“證實SiOC納米球在石墨烯薄膜中的自組裝以實現鋰離子電池的循環穩定性”的論文，開發了壹種有限自組裝工藝，其中硼摻雜的SiOC(B-SiOC)納米球被封裝在導電石墨烯薄膜(B-SiOC@G)中。b摻雜可以誘導SiOC納米粒子的互連和組裝，而石墨烯作為導電框架可以緩沖體積變化，促進鋰離子和電子的傳輸。因此，所獲得的B-SiOC@G陽極表現出優異的循環穩定性，在0.5Ag -1下每循環衰減0.03%，在1000次循環後可逆容量為445 mA hg -1。這些結果表明，B-SiOC@G是壹種有前途的高穩定性鋰離子電池負極材料。
圖形閱讀指南
圖1，(a和d)B-SiOC@G的SEM圖像，(B和e)B-SiOC@G的TEM圖像，(C和f)SiOC@G的SEM圖像，(g-k)Si，O，C，B的元素映射。
圖2 (a) XRD圖，(b) FTIR光譜，(c)b-SiOC@G、sioc @ g、CA-SiOC@G和VC-sioc @ g的拉曼位移，(d)b-SiOC @ G、SiOC、SiOC @ G、CA-SiOC@G和VC-sioc @ g的TGA曲線。
圖3。(a)b-sioc @ g的氮吸附等溫線，(b)b-sioc @ g的XPS光譜，(c) C 1s和(d)b-sioc @ g的B1s。
圖4，(a)第壹次放電/充電曲線，(B)初始庫侖效率，(c)第壹次循環後樣品的奈奎斯特圖，(d)速率性能，以及(e)B-SiOC@G、SiOC @ G和VC在0.5 a g-1的電流密度下的循環性能。
圖5。(a) B-SiOC@G和(b) sioc @ g的GITT試驗，(c)由B-SiOC@G和SiOC@G的GITT計算的Li+的相應擴散系數，(d)不同循環後B-SiOC@G的EIS曲線。
總結
石墨烯膜不僅可以作為導電框架緩沖體積變化，促進鋰離子和電子的傳輸，還可以阻止SEI膜的連續形成，保證循環過程中穩定的電解質界面。這項工作可能會對高穩定性陽極材料的結構設計產生深遠的影響。
文學:
https://doi.org/10.1039/D1NJ06229H