基于ZIF-8的三维网络硅碳复合材料锂离子电池性能研究

TQ152; 锂离子电池已广泛应用于各种便携式电子设备及新能源汽车等领域,但随着电子设备的不断更新换代及电动汽车的快速发展,理论比容量较低的传统石墨负极(372 mAh/g)已无法满足社会的需求.基于此,本工作设计并制备了一种Zn基金属有机物框架(ZIF-8)衍生的三维网络状硅碳(Si@NC)复合材料用于锂离子电池性能研究.首先对纳米硅表面进行化学改性,然后在改性的硅表面原位生长ZIF-8小颗粒(Si@ZIF-8),最后对Si@ZIF-8碳化得到Si@NC复合材料.研究表明,Si@NC复合材料的三维网络状多孔结构既可以很好地限制硅的体积膨胀,又能极大地提升材料的电导率,展现出稳定的循环性能和良好的倍率性能,在5 A/g的大电流下能保持760 mAh/g的放电比容量.与商业三元正极材料组装的全电池也表现出较好的性能,在0.4C(1C=160 mA/g)下循环50圈依然可以保持60.4％的比容量.这些研究结果说明该Si@NC复合材料具有较好的应用前景.