锗掺杂改性纳米硅提升首次充放电效率

作者：高风仙; 徐励娟; 张匀; 邢世浩; 董朋阁; 陈垒^*; 赵金安

来源：电镀与精饰, 2022, 44(07): 50-54.

• 纳米硅
• 锗掺杂
• 首次充放电效率
• 电化学阻抗

纳米硅(Si)具有较高的充放电比容量，被认为是下一代锂离子电池最有前途的负极材料之一。然而，由于初始库仑效率低，严重限制了 Si的实际应用。采用锗(Ge)对 Si进行掺杂改性，并采用硼(B)和硫化锂(Li2S)作为对比研究，分别记为 Si-Ge、Si-B 和 Si-Li2S。X 射线衍射测试表明四种材料均在 28°处有一个明显晶体硅的特征衍射峰。Si 的首次放电比容量为 2640.5 mAh/g，首次充电比容量为 437.6 mAh/g，首次充放电效率为 16.6%。添加锗改性材料Si-Ge 的首次放电比容量为 2415.2 mAh/g，首次充电比容量为 1191.7 mAh/g，首次充放电效率为 49.3%，在首次充放电效率方面有显著提升。经交流阻抗测试表明 Si-Ge 的电荷转移阻抗 Rct为 136.7 Ω 显著小于 Si 的 465.4 Ω，表明材料的导电性能提高。

• 单位
  河南工程学院