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成果简介

SiOC纳米颗粒由于提供的高容量和出色的循环稳定性，被认为是最有前途的锂离子电池负极之一。然而，由高比表面积和高颗粒间电阻引起的副反应阻碍了SiOC材料的实际应用。本文，东华大学杨建平研究员团队在《NewJ.Chem》期刊发表名为“Confinedself-assemblyofSiOCnanospheresingraphenefilmtoachievecyclestabilityoflithiumionbatteries”的论文，研究开发了一种受限的自组装工艺，将掺硼的SiOC（B-SiOC）纳米球封装到导电石墨烯薄膜（B-SiOC

G）中。B掺杂可以诱导SiOC纳米颗粒的互连组装，而石墨烯作为导电框架可以缓冲体积变化并促进锂离子和电子传输。因此，得到的B-SiOC

G阳极表现出优异的循环稳定性，在0.5Ag-1时每循环衰减0.03%并在次循环后保持mAhg-1的可逆容量。这些结果表明，B-SiOC

G是一种很有前途的高稳定性锂离子电池负极材料。

图文导读

图1、（a和d）B-SiOC

G的SEM图像，（b和e）B-SiOC

G的TEM图像，（c和f）SiOC

G的SEM图像，（g-k）Si的元素映射，O，C，B。

图2(a)XRD图案，(b)FTIR光谱，(c)B-SiOC

G、SiOC

G、CA-SiOC

G和VC-SiOC

G的拉曼位移。(d)B-SiOC

G、SiOC、SiOC

G、CA-SiOC

G和VC-SiOC

G的TGA曲线。

图3、(a)B-SiOC

G的氮吸附等温线。(b)B-SiOC

G的XPS光谱，(c)C1s和(d)B-SiOC

G的B1s。

图4、(a)首次放电/充电曲线，(b)初始库仑效率，(c)第一次循环后样品的奈奎斯特图，(d)倍率性能，(e)0.5Ag-1电流密度下的循环性能对于B-SiOC

G、SiOC

G、CA-SiOC

G和VC-SiOC

G。

图5、(a)B-SiOC

G和(b)SiOC

G的GITT测试。(c)从B-SiOC

G和SiOC

G的GITT计算的Li+的相应扩散系数。(d)B-SiOC

G不同循环后的EIS曲线。

小结

石墨烯薄膜不仅可以作为导电框架缓冲体积变化，促进锂离子和电子传输，还可以防止SEI薄膜的连续形成，以确保循环过程中稳定的电解质界面。这项工作可能对高度稳定的负极材料的结构设计产生深远的影响。文献：

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