sitixsiy复合物的合成及其锂离子电池负极性能研究

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1、Si/TixSiy复合物的合成及其锂离子电池负极性能研究张文婷汤兑海霍启升沈阳师范大学化学化工学院能源与环境催化研宄所吉林大学化学学院无机合成与制备化学国家重点实验室通过机械球磨和高温热处理合成得到Si和TixSiy纳米颗粒复合物Si/TixSiy,并对该化合物进行X射线能谱（EDX）3射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）表征.合成的Si/TixSi>.和机械球磨的Si/Ti02都被用于锂离子电池的负极材料，Si/TixSiy表现出优越的充放电性能、较好的循环稳定性和倍率性能.关键词：硅化

2、钦;硅负极;锂离子电池;机械球磨;Si/TixSiy复合材料;汤兑海，基金：国家自然科学基金青年科学基金资助项0（21601128）ImprovedperformanceofSi/TixSiycompositeasanodeforrechargeableLi-ionbatteriesZHANGWen-tingTANGDui-haiHUOQi-shengInstituteofCatalysisforEnergyandEnvironment，CollegeofChemistryandChemicalEngineering,Sh

3、enyangNormalUniversity;StateKeyLaboratoryofInorganicSynthesisandPreparativeChemistry，CollegeofChemistry,JilinUniversity;Abstract：Titaniumsilicide(TixSiy)wasutilizedtoenhancetheelectrochemicalpropertiesofSiasapromisinganodeforLi-ionbatteries.TheSi/TixSiycomposite,c

4、omposedofSiwithTixSiynanoparticles,wassynthesizedbymechanicalmillingandannealingathightemperature.TheobtainedSi/TixSiycompositewerecharacterizedbyX-raydiffraction,scanningelectronmicroscopy,energy-dispersiveX-rayspectroscopy,andtransmissionelectronmicroscopy-Theel

5、ectrochemicalpropertiesoftheSi/TixSiycompositeandmechanicallymilledSi/Ti02asanodesforLi-ionbatterieswerebothinvestigated.TheSi/TixSiycompositeshowedsuperiorperformancecomparedwiththeSi/TiO2sample,includingincreasedinitialcoulombicefficiency，enhancedratecapability，

6、andbettercapacityretention.Keyword：titaniumsilicide;siliconanode;lithium-ionbatteries;mechanicalmilling;Si/TiO2composite;0引言具有高比容量的锂离子电池(LIBs)是便携式电子设备中十分重耍的部件由于硅基材料的比容量(4200mAh/g)比商业化石墨(372mAh/g)高，因而具有更广泛的应用前景，然而，充放电过程中体积显著膨胀£±±1会导致硅电极材料容量的快速衰减.体积膨胀增加的压力会导致导电基体的破坏

7、和硅的断裂，从而降低电极的导电性.[7-9]而且电极和电解液之间的反应也会导致固体电解质界面膜(SE1)的形成，从而导致硅电极化学性质的退化.[10-11]更重耍的是在充放电过程中，硅表面的二次暴露会促使更多SEI的形成，导致容量的持续下降.[12-14]为了克服以上问题，人们为提高硅负极材料电化学性质做了很多努力.[15-17]硅化钛(TixSiy)具有较高的导电性和热稳定性，当与硅纳米粒子结合时，表现出优越的锂离子电池性能.[18-21]例如，Park等人报道了一种简单的合成方法，通过还原硅包裹的二氧化钛制备硅化钛包裹

8、硅负极材料，该材料表现出超高的电化学性质，例如比容量的增加，循环次数的延长，而且硅化钛的使用可以促进高能量密度锂离子电池的形成本文通过机械球磨使Si和TiO2充分混合，之后在氩气保护的条件下1000°C焙烧，制备出Si/TixSiy，并对其进行SEM,EDX,XRD和TEM表征.同时分别对合成的Si/T