硅纳米带电弧等离子体的合成及其储锂电化学特性

来源期刊：材料研究学报2017年第3期

论文作者：余洁意 高嵩 董星龙

文章页码：161 - 167

关键词：无机非金属材料;硅纳米带;直流电弧等离子体;电化学反应;锂离子电池;负极材料;

摘    要：用直流电弧等离子体法在氢气和氦气混合气氛下制备了硅纳米带（SiNRs）,使用透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）、X射线衍射光谱（XRD）、Raman光谱、X光电子能谱（XPS）等手段对SiNRs的形貌、结构及成分进行了表征。结果表明,这种硅纳米带（SiNRs）是由细小片状结构Si晶体沿一定的晶体学方向堆积而成的带状纳米结构,以聚结生长机制为主导。SiNRs的宽度约为28 nm、长度大于200 nm、厚度为6.2 nm,比表面积约为164 m²·g^-1。文中深入探讨了SiNRs的形成机制。这种制备SiNRs的方法成本低,可商业化宏量生产,其产率约为18.6 g·h-1。将此SiNRs作为负极活性物质制备了锂离子电池,并测试其嵌/脱锂电化学性能。这种锂离子电池的首次放电比电容为2460 mAh·g^-1,循环40次后其电容量维持在316 mAh·g^-1,表现出较好的储锂电化学活性。