东华大学案例

SiOC纳米粒子因其高容量和优异的循环稳定性而被认为是最有前途的锂离子电池负极之一。然而，高比表面积和高颗粒间电阻引起的副反应阻碍了SiOC材料的实际应用。在这篇文章中，东华大学杨建平的一个研究团队在《新化学杂志》(New J.Chem)上发表了一篇题为“证实SiOC纳米球在石墨烯薄膜中的自组装以实现锂离子电池的循环稳定性”的论文，开发了一种有限自组装工艺，其中硼掺杂的SiOC(B-SiOC)纳米球被封装在导电石墨烯薄膜(B-SiOC@G)中。b掺杂可以诱导SiOC纳米粒子的互连和组装，而石墨烯作为导电框架可以缓冲体积变化，促进锂离子和电子的传输。因此，所获得的B-SiOC@G阳极表现出优异的循环稳定性，在0.5Ag -1下每循环衰减0.03%，在1000次循环后可逆容量为445 mA hg -1。这些结果表明，B-SiOC@G是一种有前途的高稳定性锂离子电池负极材料。

图形阅读指南

图1，(a和d)B-SiOC@G的SEM图像，(B和e)B-SiOC@G的TEM图像，(C和f)SiOC@G的SEM图像，(g-k)Si，O，C，B的元素映射。

图2 (a) XRD图，(b) FTIR光谱，(c)b-SiOC@G、sioc @ g、CA-SiOC@G和VC-sioc @ g的拉曼位移，(d)b-SiOC @ G、SiOC、SiOC @ G、CA-SiOC@G和VC-sioc @ g的TGA曲线。

图3。(a)b-sioc @ g的氮吸附等温线，(b)b-sioc @ g的XPS光谱，(c) C 1s和(d)b-sioc @ g的B1s。

图4，(a)第一次放电/充电曲线，(B)初始库仑效率，(c)第一次循环后样品的奈奎斯特图，(d)速率性能，以及(e)B-SiOC@G、SiOC @ G和VC在0.5 a g-1的电流密度下的循环性能。

图5。(a) B-SiOC@G和(b) sioc @ g的GITT试验，(c)由B-SiOC@G和SiOC@G的GITT计算的Li+的相应扩散系数，(d)不同循环后B-SiOC@G的EIS曲线。

总结

石墨烯膜不仅可以作为导电框架缓冲体积变化，促进锂离子和电子的传输，还可以阻止SEI膜的连续形成，保证循环过程中稳定的电解质界面。这项工作可能会对高稳定性阳极材料的结构设计产生深远的影响。

文学:

https://doi.org/10.1039/D1NJ06229H