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【24h】

Binder-free freestanding flexible Si nanoparticle-multi-walled carbon nanotube composite paper anodes for high energy Li-ion batteries

机译：高能锂离子电池用无粘结剂自立式柔性硅纳米粒子-多壁碳纳米管复合纸阳极

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Si nanoparticles and multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) were combined using the simple, inexpensive, and scalable approach involving ultrasonication and positive-pressure filtration to generate binder-free freestanding flexible Si-MWNT (Si-MW) composite paper anodes for Li-ion batteries. Through controlling the Si/carbon nanotube (CNT) weight ratio, the composite with 3:2 Si/CNT ratio exhibited the optimal balance between the high capacity of SiNPs and high conductivity and structural stabilization quality of MWNTs, leading to high rate capability as well as specific capacity and cyclability surpassing the conventional slurry-cast SiNP electrode using binder and current collector and other complicated freestanding Si/carbon composite designs. After 100 cycles, our electrode retained a capacity of 1170 mA h/g at 100 mA/g and 750 mA h/g at 500 mA/g. Moreover, a different electrolyte composition enabled a reversible capacity of 1300 mA h/g at 100 mA/g after 100 cycles. The freestanding feature of our electrodes is promising for enhanced energy density of Li-ion cells.
机译：硅纳米颗粒和多壁碳纳米管（MWNT）使用简单，便宜且可扩展的方法进行组合，包括超声处理和正压过滤，以生成无粘结剂的独立式柔性Si-MWNT（Si-MW）复合纸阳极，用于Li-离子电池。通过控制Si /碳纳米管（CNT）的重量比，具有3：2的Si / CNT比的复合材料表现出在SiNPs的高容量与MWNTs的高电导率和结构稳定质量之间的最佳平衡，从而也具有高倍率性能其比容量和可循环性超过了使用粘合剂和集电器以及其他复杂的独立式Si /碳复合材料设计的传统浆料浇铸SiNP电极。 100次循环后，我们的电极在100 mA / g时保持1170 mA h / g的容量，在500 mA / g时保持750 mA h / g的容量。此外，不同的电解质组成使得在100个循环后在100 mA / g时可逆容量达到1300 mA h / g。我们电极的独立特性有望提高锂离子电池的能量密度。

著录项

  • 来源
    《Journal of Materials Research》 |2018年第4期|482-494|共13页
  • 作者

    Yao Kang; Zheng Jim P.; Liang Zhiyong;

  • 作者单位

    Florida State Univ, Mat Sci & Engn, Tallahassee, FL 32310 USA;

    Florida State Univ, Mat Sci & Engn, Tallahassee, FL 32310 USA;

    Florida State Univ, Mat Sci & Engn, Tallahassee, FL 32310 USA;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

    energy storage; Li; Si;

    机译：储能;锂;硅;

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