界面键合硅/碳纳米管负极

容量保持率超八成

一步镁热还原法合成Si/CNTs复合物，Si与CNT界面通过Si-C化学键形成稳定的三相异质结构，显著提升循环及倍率性能。

Xiaobei, Guo · Yang, Zhongtang · 王溦 · 张翼 · 余能飞 · 陆春华

Surfaces and Interfaces 2024

具体参数

初始可逆容量

{'zh': '1100.2', 'en': '1100.2'} mAh g⁻¹

200次循环后容量

{'zh': '922.4', 'en': '922.4'} mAh g⁻¹

容量保持率

{'zh': '83.3', 'en': '83.3'} %

5 A g⁻¹下容量

{'zh': '797', 'en': '797'} mAh g⁻¹

1000次循环后容量

{'zh': '612.3', 'en': '612.3'} mAh g⁻¹

技术优势

界面更稳

Si纳米颗粒与CNT通过Si-C化学键形成三相异质结构，抑制循环时的结构破坏，显著提升容量保持。

一步合成

采用镁热还原SiO₂与CNT混合物一步制备Si/CNTs复合物，无需多步处理或额外包覆。

倍率高

即使在5 A g⁻¹大电流下，容量仍达797 mAh g⁻¹，且1000次循环后保持612.3 mAh g⁻¹。

应用场景

• 高比能锂电负极：高初始容量1100 mAh g⁻¹与稳定循环，直接提升电芯能量密度。
• 固态电池负极：Si-C化学键界面减少固-固界面接触退化，匹配固态电解质。
• 柔性电池负极：CNT网络提供机械柔性与导电性，可制备柔性电极。
• 无人机续航电源：高倍率下612.3 mAh g⁻¹续航，满足无人机瞬时大电流需求。