Ni-Sn 金属间化合物作为锂离子电池硅负极的高效缓冲基体
材料科学
2020-10-13 v1
摘要
为使硅成功集成于锂离子电池高容量负极，必须将其在循环过程中因剧烈体积膨胀而导致的内禀容量衰减降至最低。本工作研究在硅基负极可逆锂化过程中以 Ni-Sn 金属间化合物作为缓冲基体。采用机械球磨法并以 C 和 Al 为过程控制剂合成了 Si/Ni-Sn 复合材料。以 Ni3Sn4、Ni3Sn2 金属间化合物及其双相混合物作为缓冲基体的组成相。通过 X 射线衍射 (XRD)、119Sn 透射穆斯堡尔谱 (TMS) 和扫描电子显微镜 (SEM) 分析了复合材料的结构、成分与形貌。其由嵌入多相基体中的约 150 nm Si 纳米颗粒构成，且随着 Ni3Sn4 含量增加，其纳米结构化程度提高。通过半电池的恒电流循环测试分析了复合材料的电化学性能。在双相基体 Ni3Sn4-Ni3Sn2 中获得了适用于实际应用的最佳结果，其中 Ni3Sn4 具有电化学活性而 Ni3Sn2 无活性。在 200 次循环中，于中等倍率 C/5 下保持高于 500 mAh/g 的可逆容量，容量损失低至 0.04 %/cycle，库仑效率高达 99.6%。
引用
@article{arxiv.2010.05515,
title = {Ni-Sn intermetallics as efficient buffering matrix of Si anodes in Li-ion batteries},
author = {Tahar Azib and Nicolas Bibent and Michel Latroche and Florent Fischer and Jean-Claude Jumas and Josette Olivier-Fourcade and Christian Jordy and Pierre-Emmanuel Lippens and Fermin Cuevas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.05515},
year = {2020}
}
备注
11 pages, 7 figures, 5 tables