天津大学Carbon Energy：镁掺杂、碳包覆与预锂化改善锂电池硅基负极的初始库仑效率

文章预览

【研究背景】 硅亚氧化物（SiO x ，x ≈ 1）作为锂离子电池的负极材料具有高容量的优势，但由于首次循环中不可逆的锂硅酸盐形成，导致其初始库仑效率（ICE）较低。 【研究亮点】 本研究通过使用低成本的镁粉末作为还原剂，对SiO x 进行固相镁掺杂反应，成功提升了SiO x 的ICE。镁掺杂产生的MgSiO 3 或Mg 2 SiO 4 主要分布在SiOx表面，有效抑制了首次循环中的不可逆锂离子损失。 【主要内容】 通过控制镁与SiO x 之间的反应过程，本文调整了镁掺杂SiO x 的相组成、比例和形态，从而操纵其性能。优化后的样品展示了1226 mAh g -1 的容量和84.12%的ICE，与未掺杂镁的碳包覆SiO x 相比有显著提升。同时，镁掺杂与预锂化的协同改性进一步将SiO x 的容量提高到1477 mAh g -1 。 图1 氧化亚硅的镁掺杂、碳包覆、及预锂化实验示意图 图2 (A)、(D) C–SiO（碳包覆氧化亚硅） ………………………………