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中國石油大學(北京)Yongfeng Li課題組--硅摻雜石墨烯作為鋰離子電池的高循環(huán)性能陽極
      硅/碳復合材料被發(fā)現(xiàn)是一種防止電池循環(huán)過程中硅材料變質的流行策略。在此,通過簡便的合成路線報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用。微波輻照處理成功地實現(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)后鋰離子存儲和擴散的改善,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/LiFePO4 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際應用鋪平了道路。
 
 
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Si原子的對比 (a-d) 和 SiG-450 (e-h) 的 EDS 映射結果。
 
 
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。
 
相關研究工作由中國石油大學(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。

轉自《石墨烯研究》公眾號

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