第 30卷第 4期 2015年 4月 无机材料学报 Vol. 30 No. 4 Apr., 2015 Journal of Inorganic Materials 文章编号: 1000-324X(2015)04-0351-06 DOI: 10.15541/jim20140352 锂离子电池多孔硅/碳复合负极材料的研究 黄燕华 1, 韩 响 2, 陈慧鑫 3, 陈松岩 2, 杨 勇 3 (1.集美大学诚毅学院;厦门 361021; 2.厦门大学物理与机电工程学院 ,厦门 361005; 3.厦门大学化学化工学 院,厦门 361005) 摘 要:以商业化多晶硅粉为原料 ,采用金属银催化剂诱导化学腐蚀的方法制得三维多孔硅材料。通过优化腐蚀条 件,得到孔径约为 130 nm,比表面为 4.85 m2/g的多孔硅材料。将多孔硅和 PAN 溶液混合球磨并经高温烧结后在多 孔硅表面包覆上一层致密的无定形碳膜 ,从而制得多孔硅 /碳复合材料作为锂离子电池的负极材料。 3D多孔硅结构 可以缓解电化学嵌 /脱锂过程中材料的体积效应 ,无定形碳膜层可有效改善复合材料的导电性能。电化学性能测试 表明,该多孔硅/碳复合负极材料电池在 0.4 A/g的恒电流下,首次放电容量 3345 mAh/g,首次循环库伦效率 85.8%, 循环 55次后容量仍保持有 1645 mAh/g。并且在 4 A/g的倍率下,容量仍维持有 1174 mAh/g。该方法原料成本低廉, 可规模化生产。 关 键 词:化学腐蚀;多孔硅/碳;锂离子电池 中图分类号: TM911; O613 文献标识码: A Investigation of Porous Silicon/Carbon Composite as Anodes for Lithium Ion Batteries HUANG Yan-Hua1, HAN Xiang2, CHEN Hui-Xin3, CHEN Song-Yan2, YANG Yong3 (1. College of Chengyi, Jimei University, Xiamen 361021, China; 2.College of Physics and Mechanical & Electrical Engineer- ing, Xiamen University, Xiamen 361005, China; 3.College of Chemistry & Chemical Engineering, Xiamen University, Xiamen 361005, China) Abstract: 3D porous silicon was synthesized by metal-assisted chemical etching process using commercially available polycrystalline silicon powders. After chemical etching in optimized solution, 3D porous silicon structures with pore size of about 130 nm and specific surface area of about 4.85 m /g was obtained. Subsequently, the 3D porous silicon powders treated with ball mil