硅/碳复合材料被发现是一种防止电池循环过程中硅材料变质的流行策略。在此，通过简便的合成路线报道了一种新型的硅掺杂石墨烯材料（SiG），并研究了其在锂离子电池中的应用。微波辐照处理成功地实现了硅杂原子掺杂到石墨烯晶格中，从而使原始石墨烯的比容量增加了一倍。更重要的是，SiG 表现出循环后锂离子存储和扩散的改善，以及能量密度和功率密度的提高，这归因于分散在表面上的 Si 杂原子和更有序的石墨烯晶格。用 SiG/LiFePO₄ 组装的全电池在 200 次循环后保持 86%。新颖的硅掺杂策略为高性能锂离子电池的实际应用铺平了道路。
 
 
Figure 1. SiG制备示意图。
 

Figure 2. （a）PG、SiG-300 和 SiG-450 的 XRD 图案(b)。PG、SiG-300 和 SiG-450 的拉曼光谱。（C）。SiG-450的XPS 。(d)。SiG-450 的 FT-IR光谱。(e)。PG、SiG-300 和 SiG-450 的 Si 2p XPS 光谱。（F）。PG和SiG-450的TGA曲线。
 
 
Figure 3. HAADF-STEM 图像显示了SiG-450表面和边缘的单个Si原子的对比 (a-d) 和 SiG-450 (e-h) 的 EDS 映射结果。
 
 
Figure 4. (a) PG 和 (b) 循环前的 SiG-450 和 (c) 循环后的 SiG-450 的 CV曲线，扫描速率为 0.1 mV s^-1。
 
 
Figure 5. (a) SiG-450在1A/g下的循环性能 (b) SiG-450在5A/g下的循环性能。
 
 
Figure 6. (a) PG 和 SIG-450 的拉贡图。(b) PG 和 SiG-450 的奈奎斯特图。
 
 
Figure 7. SiG-450/LFP全电池的倍率性能和循环性能。
 
相关研究工作由中国石油大学（北京）Yongfeng Li课题组于2022年在线发表于《Carbon》期刊上，原文： Silicon doped graphene as high cycle performance anode for lithium-ion batteries。

转自《石墨烯研究》公众号