硅/碳復(fù)合材料被發(fā)現(xiàn)是一種防止電池循環(huán)過程中硅材料變質(zhì)的流行策略。在此，通過簡(jiǎn)便的合成路線報(bào)道了一種新型的硅摻雜石墨烯材料（SiG），并研究了其在鋰離子電池中的應(yīng)用。微波輻照處理成功地實(shí)現(xiàn)了硅雜原子摻雜到石墨烯晶格中，從而使原始石墨烯的比容量增加了一倍。更重要的是，SiG 表現(xiàn)出循環(huán)后鋰離子存儲(chǔ)和擴(kuò)散的改善，以及能量密度和功率密度的提高，這歸因于分散在表面上的 Si 雜原子和更有序的石墨烯晶格。用 SiG/LiFePO
4 組裝的全電池在 200 次循環(huán)后保持 86%。新穎的硅摻雜策略為高性能鋰離子電池的實(shí)際應(yīng)用鋪平了道路。
Figure 1. SiG制備示意圖。
Figure 2. （a）PG、SiG-300 和 SiG-450 的 XRD 圖案(b)。PG、SiG-300 和 SiG-450 的拉曼光譜。（C）。SiG-450的XPS 。(d)。SiG-450 的 FT-IR光譜。(e)。PG、SiG-300 和 SiG-450 的 Si 2p XPS 光譜。（F）。PG和SiG-450的TGA曲線。
Figure 3. HAADF-STEM 圖像顯示了SiG-450表面和邊緣的單個(gè)Si原子的對(duì)比 (a-d) 和 SiG-450 (e-h) 的 EDS 映射結(jié)果。
Figure 4. (a) PG 和 (b) 循環(huán)前的 SiG-450 和 (c) 循環(huán)后的 SiG-450 的 CV曲線，掃描速率為 0.1 mV s
-1。
Figure 5. (a) SiG-450在1A/g下的循環(huán)性能 (b) SiG-450在5A/g下的循環(huán)性能。
Figure 6. (a) PG 和 SIG-450 的拉貢圖。(b) PG 和 SiG-450 的奈奎斯特圖。
Figure 7. SiG-450/LFP全電池的倍率性能和循環(huán)性能。
相關(guān)研究工作由中國(guó)石油大學(xué)（北京）Yongfeng Li課題組于2022年在線發(fā)表于《Carbon》期刊上，原文： Silicon doped graphene as high cycle performance anode for lithium-ion batteries。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)
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