共溅射制备a-Si-Ag薄膜及其电化学储氢性能

作者:林博洋; 张海民; 刘馨卉; 张乾坤; 罗永春
来源:金属功能材料, 2023, 30(06): 71-79.
DOI:10.13228/j.boyuan.issn1005-8192.20230083

摘要

氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜因其具有很高的电化学储氢容量而在质子型电池中极具研究和应用价值,但其电化学循环稳定性较差的问题已然成为其商业化应用的最大阻碍。为了改善a-Si薄膜的导电性和力学性能以提高a-Si薄膜电极的电化学容量和循环寿命,通过磁控共溅射技术制备了具有不同Ag含量的复相Si-Ag薄膜,研究了高导电性金属Ag对a-Si薄膜电极在质子型离子液体中电化学储氢性能的影响。结果表明,在磁控溅射制备的Si-Ag薄膜中,Ag以单质纳米晶颗粒的形式弥散分布在非晶态a-Si基体中;复相Si-Ag薄膜的导电性能和电化学储氢性能均优于a-Si薄膜电极,其中Ag原子分数为20%时的Si-Ag薄膜电极具有高达887.7 mAh·g-1的电化学容量,经100次充放电循环后其容量保持率S100为64.23%。Ag纳米颗粒的引入可以有效缓解Si-Ag薄膜充放电过程中的体积效应,改善了薄膜电极的循环性能。

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