钛表面硅复合微弧氧化膜负极的制备及其电化学性能研究

作者：孙梦璐; 陆萍; 张**; 董磊; 吴杰^*; 李德军^*

来源：表面技术, 2021, 50(09): 120-127.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2021.09.011

• 钛箔
• 微弧氧化
• 磁控溅射
• 锂离子电池
• 负极材料

目的提高锂离子电池TiO2负极的电化学性能。方法采用微弧氧化技术在钛箔表面制备TiO2膜,再通过磁控溅射技术在TiO2膜上沉积Si/SiO2,制备出一种富含硅元素的微弧氧化复合膜。将该复合膜作为锂离子电池负极,锂片为对电极,组装电池。采用电池测试系统测量电池容量、循环稳定性等性能,通过电化学工作站获得循环伏安曲线、电化学阻抗谱等特性。结果复合膜的组成为TiO2/SiO2/Si,呈现多孔状形貌。TiO2、SiO2和Si都参与了与锂离子的氧化还原反应,在100μA/cm2的电流密度下,经100圈循环后,复合膜负极的比容量保持在530 (mA·h)/g左右,且在1000μA/cm2的大电流密度条件下,充放电后,复合膜负极的比容量能够恢复到初始值的95%,表现出较高的比容量、良好的循环稳定性和倍率性能,复合膜负极性能明显优于以纯TiO2为负极的锂离子电池。结论在钛箔表面,微弧氧化技术可高效地制备多孔状、无粘结剂的TiO2负极材料,与磁控溅射技术相结合,可进一步制备出高容量的复合膜负极,具有良好的应用前景。

• 单位
  煤炭科学技术研究院有限公司; 天津师范大学