馮雪嬌 楊 軍 努麗燕娜 王久林

(上海交通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，上海 200240)

硅具有 4 200 mAh·g-1(4.4Li+Si→Li4.4Si)的比容量和適中的電壓平臺(tái)(約0.4 V)，在鋰離子電池領(lǐng)域得到廣泛的關(guān)注[1-3]。但硅在脫嵌鋰過程中容易造成巨大的體積膨脹(達(dá)到300%以上)，導(dǎo)致循環(huán)過程中極化嚴(yán)重和電極崩塌，破壞了導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)[4-6]。為了解決這個(gè)問題，目前大家的研究主要集中在兩個(gè)方面。一是改善硅的形貌，縮短Li+擴(kuò)散距離，如制備納米硅顆粒[7]、硅納米線[8]。Cui課題組[9]通過超臨界流體-液-固相法(SFLS)合成硅納米線，30次循環(huán)后可逆容量還能達(dá)到1 500 mAh·g-1。多孔硅由于預(yù)留了體積膨脹的空間，能夠有效抑制硅在脫嵌鋰過程中的體積膨脹。Choo小組[10]通過萘鈉還原SiCl4和利用二氧化硅作模板得到3-D多孔硅，在1C的倍率下100次循環(huán)后還能保持2 800 mAh·g-1的比容量。但這種多孔硅因其制備工藝復(fù)雜、成本高，難以大規(guī)模生產(chǎn)。二是在硅基負(fù)極材料中引入具有優(yōu)異導(dǎo)電性和機(jī)械強(qiáng)度的碳相[11-13]，這樣既可以增加材料的導(dǎo)電性，又能緩解一部分體積膨脹。目前，研究較多的是碳納米管[14]、多孔碳[15]或石墨烯[16]與納米硅的復(fù)合。我們課題組[17]在納米硅粉表面包覆一層多孔碳，40次循環(huán)后容量保持率還能達(dá)到95.6%。電化學(xué)性能的提高主要是因?yàn)槎嗫滋紝拥囊胩岣吡藦?fù)合材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與導(dǎo)電性。然而，通過熱解法[18]、球磨法、化學(xué)氣相沉積法[19]等簡(jiǎn)單方法將硅顆粒與碳的復(fù)合，很難在電化學(xué)性能上取得根本性突破；同時(shí)石墨烯價(jià)格昂貴，勢(shì)必會(huì)大幅度增加材料的成本[20]。結(jié)合多孔結(jié)構(gòu)和引入碳相的優(yōu)勢(shì)，立足于規(guī)?；a(chǎn)需求，本課題組[21]已報(bào)道采用簡(jiǎn)單的球磨法，利用鋰硅合金還原光伏產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)物四氯化硅制得多孔硅/碳復(fù)合材料。本論文系統(tǒng)地研究了鋰硅合金還原劑的顆粒大小與多孔硅產(chǎn)物比表面積之間的關(guān)系，并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用的需要，深入考察多孔硅比表面積、包覆碳含量以及活性物負(fù)載量對(duì)硅基負(fù)極電化學(xué)性能的影響。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料制備

1.1.1 多孔硅/Super P的制備

將0.8 g鋰硅合金Li13Si4(天津中能鋰業(yè)，1～15 μm)與 0.1 g Super P 導(dǎo)電碳(Timical，40 nm)和 2 mL SiCl4(阿拉丁試劑公司，99.9%)置于80 mL瑪瑙罐中，采用單行星式球磨機(jī) (P-6,Fritsch,Germany)球磨，球料比為 10∶1(m/m)，轉(zhuǎn)速為 450 r·min-1，在 Ar氣氛中球磨20 h。將球磨后的樣品置于管式爐中，在Ar氣氛保護(hù)900℃下燒結(jié)2 h，得到棕色中間產(chǎn)物。將所得中間產(chǎn)物在去離子水中磁力攪拌12 h，除去LiCl，用去離子水和乙醇作為洗滌液，對(duì)反應(yīng)溶液進(jìn)行洗滌抽慮，將濾渣在100℃的真空烘箱中干燥4 h，得到多孔硅/Super P復(fù)合材料 (標(biāo)記為Si/SP1)。

1.1.2 不同碳含量的硅/碳復(fù)合材料的制備

將兩份0.1 g Si/SP1樣品分別轉(zhuǎn)移到氣相沉積管式爐中 (合肥科晶材料技術(shù)有限公司，OTF-1200X)，以甲苯為碳源，Ar為載氣，以 10 ℃·min-1的速率升溫到800℃并分別保溫30、60 min，然后自然冷卻到室溫，得到碳含量為14.9wt%和25.3wt%的硅/碳復(fù)合材料(不包括Super P含量)，樣品分別記為Si/SP1/C1，Si/SP1/C2。

1.1.3 以不同比表面積多孔硅/Super P為原料合成多孔硅/碳復(fù)合材料

采用表 2 中顆粒大小分別為 1～25 μm、1～10 μm和1～5 μm范圍的鋰硅合金為原料，按照1.1.1的方法制備多孔硅/Super P，分別標(biāo)記為Si/SP0、Si/SP2 和 Si/SP3。將 0.1 g Si/SP0，Si/SP2，Si/SP3 分別轉(zhuǎn)移到氣相沉積管式爐中，以甲苯為碳源，Ar為載氣，以10℃·min-1的升溫速率升溫到 800℃并保溫60 min，然后自然冷卻到室溫，得到含25.3wt%碳的硅/碳復(fù)合材料(不包括Super P含量)，樣品分別記為Si/SP0/C，Si/SP2/C 和 Si/SP3/C。

1.1.4 補(bǔ)償多孔硅/碳電極的首次效率

補(bǔ)償方法與文獻(xiàn)[22]一致，具體方法如下：將Si/SP1/C2極片與鋰片直接接觸，中間滴一滴電解液，電解液為添加2wt%碳酸亞乙烯酯(VC)的1 mol·L-1LiPF6/EC∶DMC(1∶1,V/V)；然后將它們置于兩載玻片之間，施加一定的壓力，讓極片與鋰片緊密接觸1 h，最后把極片與鋰片分開，直接用于組裝電池。

1.2 材料分析

物相表征使用Rigaku D/max-2200/PC型X射線衍射儀，靶材為Cu Kα，管電壓40 kV，電流為30 mA，衍射角范圍 10°～80°，掃描速度為 6°·min-1。材料的形貌表征采用掃描電子顯微鏡(JEOL JSM-7401F，激發(fā)電壓5 kV)和透射電子顯微鏡(JOEL JEM-100CX)。比表面積和孔徑分布通過氮?dú)馕矫摳降葴鼐€來測(cè)試，儀器為Micromeritics Inc ASAP 2010 M+C型比表面積分析儀。通過拉曼光譜儀(Jovin Labram 800 002，激發(fā)波長(zhǎng)514.5 nm)測(cè)試包覆碳層石墨化程度。

1.3 電極制備及電化學(xué)性能測(cè)試

材料的電化學(xué)測(cè)試采用兩電極紐扣電池，活性材料為工作電極，鋰片為參比電極。工作電極制備如下：將制備的活性物質(zhì)，Super P和丁苯膠乳/羧甲基纖維素鈉(SBR/CMC，質(zhì)量比為 3∶5)按照質(zhì)量比為60:20:20混合均勻，去離子水作分散劑，攪拌成均勻的漿料，分別用50、200和500 μm濕膜制備器將漿料均勻涂布于銅箔上，然后將涂好的極片轉(zhuǎn)移到50℃的真空烘箱中干燥1 h。將烘干的極片切成直徑為12 mm的圓片，在3 MPa的壓力下定型，然后置于50℃的真空烘箱中干燥4 h以進(jìn)一步除去極片中的水分。最后，將烘干的極片轉(zhuǎn)移到手套箱(MB-10compact,MBRAUN)中備用。

采用CR2016型紐扣電池進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試，電池組裝在充滿Ar的手套箱中操作。電解液為添加2wt%碳酸亞乙烯酯(VC)的 1 mol·L-1LiPF6/EC(DMC(1∶1,V/V)。隔膜為 ENTEK ET20-26。使用 LAND 測(cè)試系統(tǒng) (武漢金諾電子有限公司，LandCT2007A型)進(jìn)行電池充放電測(cè)試，測(cè)試溫度為25℃，電流密度為 100或 300 mA·g-1，充放電截止電壓為 1.2～0.01 V。按整個(gè)復(fù)合材料的質(zhì)量計(jì)算充放電比容量。

2 結(jié)果與討論

圖1 Si/SP1復(fù)合材料的XRD圖Fig.1 XRD pattern of the Si/SP1 composite

2.1 不同碳含量對(duì)電化學(xué)性能的影響

圖1為所制備Si/SP1復(fù)合材料的XRD圖。圖中在 28°、47°、56°、69°和 76°處的衍射峰分別對(duì)應(yīng)于硅的(111)、(220)、(311)、(400)和(331)晶面，這說明機(jī)械還原法得到的硅是結(jié)晶態(tài)的。對(duì)于22°附近出現(xiàn)的較寬而且強(qiáng)度比較弱的衍射包，對(duì)應(yīng)球磨過程中所加入的Super P的衍射峰。文中的多孔硅是在高能機(jī)械球磨過程中使鋰硅合金還原四氯化硅(SiCl4)所得，具體反應(yīng)方程式為：4Li13Si4+13SiCl4=29Si+52LiCl。在Li13Si4與SiCl4的反應(yīng)體系中加入少量的Super P，一方面可以作為分散劑，防止合成的多孔硅團(tuán)聚，同時(shí)緩解Li13Si4與SiCl4之間的劇烈反應(yīng)，增加整個(gè)體系的安全性；另一方面Super P導(dǎo)電性能優(yōu)異，可以增加所得材料的導(dǎo)電性。圖2為所制備Si/SP1的SEM和TEM照片，所得到的Si/SP1顆粒形貌不規(guī)整，顆粒大小分布在100～200 nm之間。從TEM圖中可以明顯觀察到無序的孔的存在。Si/SP1中的孔主要來自于除去產(chǎn)物中的LiCl和二次顆粒之間的間隙。

圖2 Si/SP1復(fù)合材料的SEM照片(a)和TEM照片(b)Fig.2 (a)A SEM image and(b)a TEM image of Si/SP1 composite

如前所述，硅在充放電過程中巨大的體積膨脹會(huì)導(dǎo)致電極結(jié)構(gòu)破壞，而且硅為半導(dǎo)體材料，本身的導(dǎo)電性差。碳具有良好的導(dǎo)電性和機(jī)械強(qiáng)度，對(duì)提高硅基復(fù)合材料的導(dǎo)電性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有一定的作用。本文采用機(jī)械球磨法引入Super P和CVD法共同對(duì)多孔硅進(jìn)行碳包覆，具體碳含量如表1所示。圖3為不同含量的碳在多孔硅中的TEM照片。如圖3(a)所示，Super P分散在硅顆粒表面，而且該碳為無定形結(jié)構(gòu)。圖3(b和c)是通過CVD法在Si/SP1顆粒表面包覆碳層后的TEM照片?？梢杂^察到在硅顆粒表面包覆了一層非常均勻的碳層。當(dāng)氣相沉積時(shí)間由30 min增加到60 min時(shí)，碳層厚度由約3.5 nm(Si/SP1/C1)增加到6 nm左右(Si/SP1/C2)。CVD包覆的碳層相對(duì)Super P碳更加有序，石墨化程度稍高，而且隨著CVD沉積時(shí)間延長(zhǎng)，碳層厚度的增加，碳層的石墨化程度會(huì)更高。Si/SP1/C1和Si/SP1/C2的拉曼光譜證實(shí)了這一結(jié)論，如圖3(d)所示。在1 330 cm-1處有一D帶峰，屬于典型的無定型碳的峰，1 582 cm-1處有一G帶峰，屬于石墨化碳的峰。在Super P含量大致相同的情況下，CVD碳由14.9wt%增加到25.8wt%，ID/IG值也由為0.86降低到0.75。ID/IG值是反映碳的石墨化程度的一個(gè)指標(biāo)，它的值越小，表示石墨化程度越高。ID/IG為0.75時(shí)，碳層仍屬于無定型碳的范疇[23]。

表1 Super P和CVD沉積碳在多孔硅中的含量Table1 Weight ratio of Super P and CVD carbon coating on porous Si

圖3 不同多孔硅/碳復(fù)合材料高分辨率TEM照片F(xiàn)ig.3 HR-TEM images of porous silicon/carbon composite with different weight ratios of carbon coating

圖4 含不同碳含量多孔硅/碳電極的首次充放電循環(huán)曲線(a)和循環(huán)性能(b)Fig.4 (a)Initial charge-discharge profiles and(b)cycling performances of porous silicon/carbon electrodes with different weight ratios of carbon

Si/SP1、Si/SP1/C1和Si/SP1/C2電極的首次充放電曲線如圖4(a)所示，具體碳含量分布見表1。所有電極在電流密度為100 mA·g-1條件下測(cè)試。Si/SP1電極放電曲線中0.13 V附近較長(zhǎng)的電壓平臺(tái)對(duì)應(yīng)鋰硅合金化的過程；充電曲線中0.42 V附近的電壓平臺(tái)對(duì)應(yīng)鋰從鋰硅合金相中脫出得到無定形硅的過程。當(dāng)對(duì)Si/SP1進(jìn)行CVD碳包覆后，放電平臺(tái)降低，充電平臺(tái)升高。特別是當(dāng)碳含量增加至33.2wt%時(shí)，放電平臺(tái)由0.13 V降至0.076 V，充電平臺(tái)由0.42 V升至0.45 V。可見，隨著碳含量的增加，電極的電壓極化會(huì)越嚴(yán)重，這主要是由于碳層的厚度的增加直接導(dǎo)致Li+嵌入脫出更困難[11]。

Si/SP1、Si/SP1/C1和Si/SP1/C2電極的循環(huán)性能曲線如圖4(b)所示，所有電極都在電流密度300 mA·g-1條件下測(cè)試。不含CVD碳 (只含Super P，10.5wt%)電極首次充電比容量為1927.6 mAh·g-1，100次循環(huán)后的容量保持率為 35.2%。包覆14.9wt%CVD碳層后的電極 (總碳含量為23.8wt%)首次可逆比容量降低至1 615.8 mAh·g-1，但循環(huán)性能得到了很大改善，200次循環(huán)后的比容量保持率還能保持在71.3%。保持Super P碳含量基本不變，繼續(xù)增加CVD碳層厚度到約6 nm(總碳含量為33.2wt%)， 首次可逆比容量為 1240.8 mAh·g-1，200次循環(huán)后仍有982 mAh·g-1的比容量,容量保持率最高達(dá)86%。CVD法雖然降低了可逆比容量，但循環(huán)性能得到了顯著的提高。通過球磨過程中引入Super P碳，不足以緩沖充放電過程中硅的體積效應(yīng)，結(jié)合CVD包覆碳，能更有效對(duì)多孔硅進(jìn)行碳包覆，這不僅可以緩解硅內(nèi)部的應(yīng)力，還能減少硅表面被電解液侵蝕。因此CVD包覆碳可以有效地提高電極的循環(huán)穩(wěn)定性，而且CVD包覆碳層達(dá)到適當(dāng)厚度可以最有效地保持硅基復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。綜上所述，結(jié)合機(jī)械球磨法和化學(xué)氣相沉積包覆碳，總碳含量為33.2%的硅/碳復(fù)合材料為最優(yōu)條件。

2.2 不同多孔硅/Super P比表面積對(duì)電化學(xué)性能的影響

鋰硅合金不僅是還原劑，同時(shí)也是硅源。圖5為原料鋰硅合金(Li13Si4)的SEM照片，如圖所示，鋰硅合金形貌很不規(guī)整。圖5(a)鋰硅合金顆粒比較大，大顆粒粒徑有25 μm左右，小顆粒只有約1 μm，顆粒分布范圍比較大。相比之下，圖5(d)顆粒大小比較均勻，粒徑主要分布在 1～5 μm 范圍。對(duì)比圖 5中 a，b，c，d鋰硅合金的顆粒分布，鋰硅合金粒徑分布大小是a＞b＞c＞d。表2為不同粒徑分布的鋰硅合金為原料所得到Si/SP比表面積和孔容分布，由顆粒分布最不均勻的Li13Si4所得到的Si/SP0的比表面積最小，只有49 m2·g-1；而由顆粒分布相對(duì)較均勻的Li13Si4所得到Si/SP3的比表面積最大，為266 m2·g-1。由此可見，其他條件相同的情況下，原料鋰硅合金的顆粒越均勻，顆粒越小，所得到的Si/SP的比表面積越大，但孔容和孔徑分布沒有規(guī)律。

圖5 不同粒徑分布的鋰硅合金(Li13Si4)的SEM照片F(xiàn)ig.5 SEM images of the lithium silicon alloy(Li13Si4)with different particle size distributions

表2 Si/SP復(fù)合材料的比表面積和孔分析Table2 Specific surface area and pore analysis of Si/SP composites

結(jié)合上述碳含量的分析結(jié)果，以具有不同比表面積的多孔硅/Super P原料，對(duì)其進(jìn)行CVD碳包覆，比較它們電化學(xué)性能。圖6為以不同比表面積硅/Super P為原料碳包覆后的材料電極充放電曲線(1st、2nd、20th 和 50th)。電 流 密 度 首 次 循 環(huán) 為100 mA·g-1，后續(xù)循環(huán)為 300 mA·g-1。所有電極首次嵌鋰時(shí)都在0.75 V有一明顯的電壓平臺(tái)，第二次循環(huán)后這個(gè)平臺(tái)就消失，這主要?dú)w因于SEI膜的形成。通過第二次循環(huán)曲線可以觀察到，所有電極嵌鋰平臺(tái)都從約0.08 V上升到了0.2 V附近，而脫鋰平臺(tái)不變，保持在0.45 V附近。相比第2次循環(huán)，20次循環(huán)后，嵌鋰平臺(tái)幾乎不變，但脫鋰平臺(tái)由約0.45 V下降到了0.38 V左右。50次循環(huán)后，嵌鋰平臺(tái)保持不變，脫鋰平臺(tái)稍微再下降了些(與第20次比較)。這表明多孔硅/碳復(fù)合材料結(jié)構(gòu)都比較穩(wěn)定，電池可逆性好。由此可以看出多孔結(jié)構(gòu)對(duì)材料的電化學(xué)性能有顯著的提高。圖6(a、b、c和d)4個(gè)電極的首次效率分別為：66.5%、66.6%、67.9%、52.4%。a、b、c 3 個(gè)電極所選的Si/SP比表面積不同，但首次效率幾乎相同，這說明Si/SP比表面積在49～100.9 m2·g-1范圍內(nèi)電極的首次效率影響比較小。當(dāng)Si/SP的比表面積增大到266 m2·g-1時(shí)，首次效率明顯下降。這可能是因?yàn)楸缺砻娣e增大，活性材料與電解液的接觸面積也增大，首次嵌鋰時(shí)用于生成SEI膜所消耗的鋰也增大?？椎拇嬖跇O大地減少了電池的極化，圖6所示的4個(gè)電極都有好的循環(huán)的穩(wěn)定性能，相比于其他3個(gè)電極，Si/SP0/C電極比容量衰減稍微快些，這可能是因?yàn)樵搹?fù)合材料比表面積稍小，不能有效的緩解硅在脫嵌鋰時(shí)造成的劇烈的體積膨脹；Si/SP3/C電極雖然具有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，但循環(huán)比容量相對(duì)比較小，這可能有以下兩方面原因：一方面Si/SP3比表面積大，硅表面與電解液接觸面積也大，副反應(yīng)越多，該電極首次效率最低也驗(yàn)證了這一結(jié)論；另一方面，Si/SP3表面活性比較高，在制備過程易被氧化，從該Si/SP3的產(chǎn)率相對(duì)其他3個(gè)樣品相對(duì)高些可以得到證實(shí)。Si/SP1/C2、Si/SP2/C電極首次效率和循環(huán)性能都很相似，而且循環(huán)性能優(yōu)秀，但相比于Si/SP1/C2電極的可逆容量 1 140 mAh·g-1，Si/SP2/C電極的可逆比容量更高，達(dá)到1 900 mAh·g-1，50次循環(huán)后，容量保持率達(dá)到92.4%。綜合首次效率、循環(huán)比容量及循環(huán)性能分析，Si/SP的比表面積在 100.9 m2·g-1最佳。

圖6 多孔硅/碳電極的充放電曲線Fig.6 Galvanostatic charge-discharge profiles of silicon/carbon electrodes

2.3 不同硅/碳復(fù)合材料負(fù)載量對(duì)電化學(xué)性能的影響

圖7是含不同負(fù)載量的Si/SP2/C電極的循環(huán)性能。當(dāng)電池的活性物質(zhì)負(fù)載量為0.26 mg·cm-2時(shí)，電極的可逆比容量為1 900 mAh·g-1，電極具有優(yōu)異的循環(huán)特性，但單位面積上的容量只能達(dá)到0.48 mAh。隨著電極活性物質(zhì)的負(fù)載量增大，電極的可逆比容量降低。當(dāng)電極活性物質(zhì)負(fù)載量增大到1.48 mg·cm-2時(shí)，可逆比容量下降到了 1 200 mAh·g-1，但對(duì)應(yīng)的單位面積的容量達(dá)到1.8 mAh，而且50次循環(huán)后比容量還能保持在905 mAh·g-1。該單位面積上的容量基本接近石墨的單位面積容量 (1.5～2.0 mAh)。在極片活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、Super P比例相同情況下，活性物質(zhì)載量增加，電池的內(nèi)阻可能增大，導(dǎo)致活性物質(zhì)的容量不能完全發(fā)揮出來，從而使得比容量有所下降。如果能改善電極的制作工藝以及電解液，或許可以整體提高電池單位體積的容量。

圖7 含不同負(fù)載量的Si/SP2/C電極的循環(huán)性能Fig.7 Cycling performances of porous silicon/carbon(Si/SP2/C)electrodes with different mass loadings

2.4 補(bǔ)償多孔硅/碳電極首次效率

雖然多孔硅/碳電極具有優(yōu)異的循環(huán)性能，但是首次效率只能達(dá)到約66%，這對(duì)實(shí)際應(yīng)用造成了很大的阻礙。因此，本文通過預(yù)嵌鋰的方法來提高該電極的首次效率。圖8為預(yù)嵌鋰前后Si/SP1/C2電極的循環(huán)性能和循環(huán)效率(電流密度為100 mA·g-1)。對(duì)該電極預(yù)嵌鋰處理后，該電極的首次效率由66.2%提高到了96.9%，循環(huán)3次后，效率穩(wěn)定在96%以上，而且后期循環(huán)效率比未預(yù)嵌鋰電極高些。比較預(yù)嵌鋰前后Si/SP1/C2電極的循環(huán)性能，發(fā)現(xiàn)預(yù)嵌鋰前后電極循環(huán)性能幾乎一致，循環(huán)比容量都保持在1500 mAh·g-1，循環(huán)性能優(yōu)異。說明這種預(yù)嵌鋰的補(bǔ)償方式不僅能提高首次效率，還能保持電極優(yōu)異的循環(huán)性能。

圖8 預(yù)嵌鋰前后Si/SP1/C2電極在電流密度為100 mA·g-1的循環(huán)性能和循環(huán)效率Fig.8 Cycling performance and Coulombic efficiencies of original and prelithiated Si/SP1/C2 electrode at a current density of 100 mA·g-1

3 結(jié) 論

以Li13Si4和SiCl4為原料，通過簡(jiǎn)單機(jī)械球磨法成功地合成了電化學(xué)性能優(yōu)異的多孔硅/碳復(fù)合材料。雖然硅中的孔隙結(jié)構(gòu)能緩解硅在充放電過程中的巨大體積膨脹，但同時(shí)也會(huì)增加電池中副反應(yīng)；同樣，碳具有優(yōu)異的導(dǎo)電性和機(jī)械強(qiáng)度，可以作為硅的緩沖基體并增加硅電極的導(dǎo)電性，但碳層的厚度也直接影響電化學(xué)性能。綜合循環(huán)性能和可逆比容量分析，發(fā)現(xiàn)多孔硅/Super P的比表面積為100.9 m2·g-1，CVD包覆的碳為25.3wt%(約6 nm厚)所得到的多孔硅/碳復(fù)合材料性能最佳。在300 mA·g-1電流密度下，可逆比容量能達(dá)到約1 900 mAh·g-1，50次循環(huán)后容量保持率高達(dá)92.4%；且電池單位面積容量達(dá)到1.8 mAh，還能保持相對(duì)好的循環(huán)性能。該材料的合成原料便宜、方法簡(jiǎn)單、安全(不需要使用腐蝕性酸堿)，電化學(xué)性能優(yōu)異，具有規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)和實(shí)際應(yīng)用的潛力。該材料雖然首次效率較低，但可以通過預(yù)嵌鋰的方法來進(jìn)行補(bǔ)償。

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