成果简介
SiOC作为一种替代的硅基材料，由于其高可逆容量、可调化学成分和多种合成路线，在锂离子电池中具有巨大的潜力。然而，大规模将SiOC块研磨的SiOC粉末由于其较差的导电性而在商业应用中受到限制。本文，西安交通大学王红洁教授团队等在《Carbon》期刊发表名为“Self-assembled homogeneous SiOC@C/graphene with three-dimensional lamellar structure enabling improved capacity and rate performances for lithium ion storage”的论文，研究通过水热反应和静电自组装工艺制备三维（3D）层状SiOC@C/rGO复合材料。
SiOC@C/rGO 表现出高比容量（676mAhg-1在200 mAg-1）和显着的倍率性能（306.4mAhg-1在 4000mAg-1）。用该阳极和 LiFePO4阴极组装的全电池也表现出稳定的电压平台和200次循环的良好性能。SiOC@C/rGO 的优异性能得益于坚固的结构、多维导电结构和化学物质的协同作用。
图文导读
图1、3D层状SiOC@C/rGO复合材料的制备示意图。
图2。SiOC的SEM图像（a）和TEM图像（b-c）；SiOC@C的SEM图像（d）和TEM图像（e-f）；SEM 图像 (g-h)、TEM 图像 (i-k) 以及 SiOC@C/rGO (l) 的 Si、O 和 C 元素的相应元素映射。
图3。空气中SiOC、SiOC@C和SiOC@C/rGO的X射线衍射图（a）、拉曼光谱（b）和热重分析（c）；SiOC(d)、SiOC@C(e)和SiOC@C/rGO(f)的N 2吸附/解吸等温线；插图显示孔径分布；SiOC@C/rGO 的 XPS 光谱：Si2p (g)、O1s (h)、C1s (i)。
图 4。（a）（b）SiOC@C/rGO的CV曲线和初始的两次恒电流充放电曲线；（c）（d）不同电流密度的SiOC、SiOC@C和SiOC@C/rGO下的循环性能和倍率性能；（e）不同石墨烯含量的SiOC@C/rGO的循环性能；(f) (g) 不同电极的Nyquist 图和 Z’ 与 ω -1/2关系 的线性拟合；(h) SiOC@C/rGO材料与其他报道的用于LIB 的SiOC或SiOx 基阳极的电化学性能的比较；（i）电子/离子扩散路径示意图和SiOC@C/rGO的分级微观结构。
图5。(a) 具有 LiFePO4阴极和 SiOC@C/rGO 阳极的全电池 LIB 的示意图；(b) (c)不同循环的放电/充电曲线和硬币型全电池在200 mAg -1下的长期循环性能；(d)在第二个周期充电，由软封装全电池供电的9个LED 的光学图像。
小结
这项研究为粉末材料与石墨烯层复合的可控合成技术提供了一种巧妙的方法，可以让储能材料充分发挥其潜在性能。
文献：https://doi.org/10.1016/j.carbon.2021.10.026
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