刘文静，彭工厂，瞿美臻，汪 沣

(中国科学院成都有机化学研究所，四川成都610041)

TiO2对Si负极材料电化学性能的影响

刘文静，彭工厂，瞿美臻，汪 沣

(中国科学院成都有机化学研究所，四川成都610041)

通过机械混合法将Si和TiO2复合合成锂离子电池复合负极材料。采用XRD、SEM和电化学测试等手段对复合材料进行一系列表征和测试，考察了不同TiO2复合量对Si负极材料性能的影响。结果表明：复合后材料的首次库仑效率明显提高，循环性能也有明显的改善。当Si与TiO2质量比为1∶1时，电极材料的首次放电比容量为2 099.0 mAh/g，首次库仑效率为78.7%，0.5 A/g电流密度下首次放电比容量为1 112.1 mAh/g，循环50次后比容量保持在480.4 mAh/g。

锂离子电池；Si；TiO2；复合材料；负极材料

随着锂离子电池应用范围逐渐向电动汽车领域发展，这对电池的能量密度和功率密度提出了更高的要求。目前商业化应用的石墨类负极材料因其理论容量低(372 mAh/g)[1-2]，倍率性能差，已经无法满足这种日益增长的要求。硅材料作为锂离子电池负极材料，由于其电压平台较低(＜0.5 V)，理论容量高达4 200 mAh/g，且储量丰富而备受关注[3]。然而由于硅在充放电过程中伴随着巨大的体积变化，这将导致电极材料粉化，使得材料逐渐从集流体上脱落，容量迅速下降，循环性能变差[4]，从而阻碍了硅的实际应用。因此为了克服硅材料的体积变化，研究人员对硅基材料进行了一系列的深入研究。Shenmin Zhu[5]等人通过Mg热还原法制备纳米Si-Gr复合负极材料，100 mAh/g的电流密度下，5次循环后其可逆比容量达到1 350 mAh/g。Jie-Jian Cai[6]等以苯胺和纳米硅为原料通过化学聚合反应合成Si/PANi复合材料，测试结果表明25次循环后复合材料的可逆比容量为1 870 mAh/g。……