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02.11.2016 | Batteries and Supercapacitors | Ausgabe 7/2017

Journal of Materials Science 7/2017

Silicon-multi-walled carbon nanotubes-carbon microspherical composite as high-performance anode for lithium-ion batteries

Zeitschrift:
Journal of Materials Science > Ausgabe 7/2017
Autoren:
Yiyong Zhang, Kun Li, Panying Ji, Dingqiong Chen, Jing Zeng, Yazhou Sun, Peng Zhang, Jinbao Zhao
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (doi:10.​1007/​s10853-016-0503-6) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Abstract

Silicon-multi-walled carbon nanotubes-carbon (Si-MWNTS-C) microspheres have been fabricated through the ball milling and spray drying method followed by the carbonization process. The as-prepared composite microspheres are confirmed by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and X-ray diffraction (XRD). The specific capacity of the as-prepared microspherical composite as anode in lithium-ion batteries (LIBs) is about 1100 mAh g−1 at the current density of 0.2 A g−1 (based on the total weight of the composite). At the high current density of 6 A g−1, the Si-MWNTS-C microspheres exhibit reversible capacity of 415 mAh g−1. Through the ex situ SEM, we observed that the Si-MWNTS-C microspherical composite particles have no extinct change on the electrode surface except for the growth of the spherical particles after 100 cycles. The excellent electrochemical performance is ascribed to the synergistic effect between Si nanoparticles (Si NPs) and MWNTS-C microspheres. The as-prepared Si-MWNTS-C microspheres can effectively accommodate large volume changes and provide a 3D conductive network during the lithiation–delithiation processes.

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Zusatzmaterial
Calcination conditions of composite materials, SEM images of raw materials, SEM and TEM images and element mapping of the Si-MWNTS-C microspheres fabricated by spray drying, XRD pattern of Si-MWNTS-C composites. Cycling performance of the Si-MWNTS-C microsphere fabricated by spray drying. Supplementary material 1 (DOCX 3005 kb)
10853_2016_503_MOESM1_ESM.docx
Literatur
Über diesen Artikel

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