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Rapid fabrication of porous silicon/carbon microtube composites as anode materials for lithium-ion batteries

机译：快速制造多孔硅/碳微管复合材料作为锂离子电池的负极材料

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Herein, we present a simple and rapid method to synthesize porous silicon/carbon microtube composites (PoSi/CMTs) by adopting a unique configuration of acid etching solution. The CMTs can act as both conductive agent and buffer for Si volume change during the charge and discharge process. The highly reversible capacity and excellent rate capability can be ascribed to the structure, where porous silicon powders are wrapped by a network of interwoven carbon microtubes. The composites show specific capacities of more than 1712?mA h g ~(?1) at a current density of 100 mA g ~(?1) , 1566 mA h g ~(?1) at 200 mA g ~(?1) , 1407 mA h g ~(?1) at 400 mA g ~(?1) , 1177 mA h g ~(?1) at 800 mA g ~(?1) , 1107 mA h g ~(?1) at 1000 mA g ~(?1) , 798 mA hg ~(?1) at 2000 mA g ~(?1) , and 581 mA h g ~(?1) at 3000 mA g ~(?1) and maintain a value of 1127 mA h g ~(?1) after 100 cycles at a current density of 200 mA g ~(?1) . Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurements prove that charge transfer resistance of PoSi/CMT composites is smaller than that of pure PoSi. In this study, we propose a quick, economical and feasible method to prepare silicon-based anode materials for lithium-ion batteries.
机译：在这里，我们提出一种简单而快速的方法，通过采用独特的酸蚀溶液配置来合成多孔硅/碳微管复合材料（PoSi / CMT）。 CMT既可充当导电剂，又可充当充放电过程中Si体积变化的缓冲剂。高度可逆的容量和出色的倍率容量可以归因于其结构，其中多孔硅粉被交织的碳微管网络包裹。复合材料在100 mA g〜（？1），1566 mA hg〜（？1）在200 mA g〜（？1），1407的电流密度下显示出超过1712？mA hg〜（？1）的比电容mA hg〜（？1）在400 mA g〜（？1）时，1177 mA hg〜（？1）在800 mA g〜（？1）时，1107 mA hg〜（？1）在1000 mA g〜（？1） 1），在2000 mA g〜（？1）时为798 mA hg〜（？1）和在3000 mA g〜（？1）时为581 mA hg〜（？1）并保持1127 mA hg〜（？ 1）100次循环后，电流密度为200 mA g〜（？1）。电化学阻抗谱（EIS）测量证明，PoSi / CMT复合材料的电荷转移电阻小于纯PoSi。在这项研究中，我们提出了一种快速，经济，可行的方法来制备锂离子电池的硅基负极材料。

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