硅/碳復合材料被發現是一種防止電池循環過程中硅材料變質的流行策略。在此，通過簡便的合成路線報道了一種新型的硅摻雜石墨烯材料（SiG），并研究了其在鋰離子電池中的應用。微波輻照處理成功地實現了硅雜原子摻雜到石墨烯晶格中，從而使原始石墨烯的比容量增加了一倍。更重要的是，SiG 表現出循環后鋰離子存儲和擴散的改善，以及能量密度和功率密度的提高，這歸因于分散在表面上的 Si 雜原子和更有序的石墨烯晶格。用 SiG/LiFePO
4 組裝的全電池在 200 次循環后保持 86%。新穎的硅摻雜策略為高性能鋰離子電池的實際應用鋪平了道路。
Figure 1. SiG制備示意圖。
Figure 2. （a）PG、SiG-300 和 SiG-450 的 XRD 圖案(b)。PG、SiG-300 和 SiG-450 的拉曼光譜。（C）。SiG-450的XPS 。(d)。SiG-450 的 FT-IR光譜。(e)。PG、SiG-300 和 SiG-450 的 Si 2p XPS 光譜。（F）。PG和SiG-450的TGA曲線。
Figure 3. HAADF-STEM 圖像顯示了SiG-450表面和邊緣的單個Si原子的對比 (a-d) 和 SiG-450 (e-h) 的 EDS 映射結果。
Figure 4. (a) PG 和 (b) 循環前的 SiG-450 和 (c) 循環后的 SiG-450 的 CV曲線，掃描速率為 0.1 mV s
-1。
Figure 5. (a) SiG-450在1A/g下的循環性能 (b) SiG-450在5A/g下的循環性能。
Figure 6. (a) PG 和 SIG-450 的拉貢圖。(b) PG 和 SiG-450 的奈奎斯特圖。
Figure 7. SiG-450/LFP全電池的倍率性能和循環性能。
相關研究工作由中國石油大學（北京）Yongfeng Li課題組于2022年在線發表于《Carbon》期刊上，原文： Silicon doped graphene as high cycle performance anode for lithium-ion batteries。
轉自《石墨烯研究》公眾號
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