【摘 要】
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与硅负极材料相比,锗(Ge)具有较高的锂离子室温扩散速率及电子导电率,其理论比容量可达1600 mAhg-1,然而Ge在脱嵌锂的过程中巨大的体积膨胀会使材料粉化,并从集流体脱落,
【机 构】
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南京航空航天大学材料科学与技术学院,江苏,南京,210016
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与硅负极材料相比,锗(Ge)具有较高的锂离子室温扩散速率及电子导电率,其理论比容量可达1600 mAhg-1,然而Ge在脱嵌锂的过程中巨大的体积膨胀会使材料粉化,并从集流体脱落,导致容量衰减严重[1,2].本文以碳布为基底制备了具有自支撑结构的TiO2@Ge纳米棒阵列,TiO2作为支撑骨架不仅可以提高单位面积Ge的负载量,同时通过控制充放电区间,可使TiO2在首次放电后锂化为LixTiO2,提高材料的电子导电性.这种三维多级结构有利于锂离子及电子的传输,同时无需添加导电剂、粘结剂,大大简化了电极的制备过程.材料的SEM表征及电化学性能测试如图(1)所示.TiO2@Ge电极材料在1 A g-1电流密度下,首次放/充电容量为1603.7/1397.1 mAh g-1,首效达到87.11％.循环200次后容量几乎不衰减,仍有1168.8 mA h g-1,库仑效率接近100％.
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