玉米秸秆生物碳/硅复合纳米材料的制备及锂电池负极的性能研究

摘要

选用农业废弃物玉米秸秆,通过高压釜水热法、退火热处理和机械球磨法等技术将其制备成生物碳/硅复合纳米材料,对制得材料进行结构和形貌表征,并探究其作为锂离子电池负极材料的电化学性能。结果表明:生物碳纳米材料显示出层状结构,经高温退火后硅颗粒紧密、均匀地结合于生物碳表面及其结构边缘;这种碳源的生物碳材料中天然存在的氮原子产生的晶体缺陷可增强碳材料的导电性和反应活性,从而提高生物碳/硅复合纳米材料的电化学性能。由于更高的比表面积以及循环过程中形成的固态电解质界面(solid electrolyte interface,SEI)膜消耗的可逆容量更少,因而CSi1 (碳硅质量比为3:1)相对于CSi2 (碳硅质量比为5:1)循环容量表现更佳,展现出更好的循环稳定性和良好的倍率性能。

关键词

玉米秸秆 / 生物碳 / 碳/硅复合纳米材料 / 锂离子电池