硅是最有前途的下一代锂离子电池电极材料,因为它的比容量(3600 mAh/g)比石墨(372 mAh/g)高约 10 倍。然而,在锂插入过程中,硅会经历较大的体积变化(~400%),导致其断裂并从集电器上分离,从而使原型锂硅电池在不到 10 个充放电循环内失去大部分容量。解决硅锂化后体积显着膨胀所带来的容量和稳定性问题对于高容量锂离子电池的成功至关重要。
这种硅/PANi 复合材料利用掺杂的、本征导电的 3D 交联聚苯胺作为基体,可用作硅基电极的导电粘合剂和聚合物电解质。先前对类似的硅基三维导电聚合物复合材料的研究表明,由于扩散路径短和良好的 3D 连接性,电化学性能得到了提高,并导致循环性能显着提高,5,000 次循环后容量保持率超过 90%。
这种复合材料是通过将硅颗粒封装在原位聚合的 3D 交联导电聚苯胺框架中制成的。这种 Si/PANi 复合材料不仅允许快速的电和离子传输,而且还提供自由空间以允许巨大的体积膨胀。这种 Si/PANi 复合材料提供了一种即用型电化学活性硅复合材料,可提高传统锂离子电池的容量,并提高硅基负极的循环寿命。
100
solid
11 - Combustible Solids
WGK 3