Preparation of nanoporous SiO2/C derived from rice husk as anode material in SiO2/C||LiFePO4 full-cell through alkaline activation treatment

材料科学 阳极 化学工程 纳米孔 去壳 电极 体积热力学 一氧化硅 收缩率 多孔性 纳米技术 复合材料 冶金 化学 生物 物理 工程类 物理化学 量子力学 植物
作者
Thanh Liem Pham,Huu Phuoc Le,My Loan Phung Le,Thi Hong Quan Vu,Van Man Tran
出处
期刊:Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology [IOP Publishing]
卷期号:14 (3): 035007-035007 被引量:1
标识
DOI:10.1088/2043-6262/ace8fc
摘要

Abstract Silicon-based materials such as pure silicon (Si), silicon monoxide (SiO), silica (SiO 2 ), are considered promising anode for future high power energy Li-ion batteries. Among them, SiO 2 has garnered attention owing to its outstanding features such as high theoretical capacity (1961 mAh g −1 ), abundant reserve, and low-cost processing. However, the large expansion and shrinkage of the Si and SiO 2 volume during lithiation/delithiation reaction are still the main barriers for practical application. In this study, SiO 2 derived from rice husks and activated by KOH displayed a nanoporous structure with a porous matrix carbon that can absorb the volume expansion during lithiation process and facilitate the diffusion of Li + ion along the pores to minimise the dendrite growth at the local area. Through activation treatment, the surface area of SiO 2 increases up to 278.875 m 2 g −1 with a pore volume of 0.191 cm 3 g −1 and the average pore diameter is about 0.771 nm. The cycling results showed that rice husk ash mixed with KOH at a ratio of 1:0.5 offered the best capacity retention of SiO 2 /C anode material in half-cell. In full-cell configuration of SiO 2 /C||LiFePO 4 , the the negative electrode/positive electrode capacity ratio ( N / P ) ratio of 1.2 exhibited the most stable performance with the highest capacity retention.
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