一维核（Si、Ge）/壳（碳）结构多孔纳米线、纳米管的可控制备以及高性能储锂研究

项目名称： 一维核（Si、Ge）/壳（碳）结构多孔纳米线、纳米管的可控制备以及高性能储锂研究

项目编号： No.21373195

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 余彦

作者单位： 中国科学技术大学

项目金额： 84万元

中文摘要： 便携式电子设备及电动汽车的高速发展，迫切需要开发新型高比容量锂离子电池。Si、Ge 作为锂离子电池负极材料分别具有4200mAh/g 和1600mAh/g 的理论容量，已成为替代传统的石墨类材料（理论容量372 mAh/g）的最佳负极材料。然而，此类电极材料由于受体积效应及低电子电导的限制难以实际应用。本项目着眼于抑制合金储锂负极材料的体积效应、提高材料电子电导率，从低维化、纳米化、多孔化、导电包覆等方向对Si、Ge 进行改性。发展静电纺丝法，可控制备一维核(Si、Ge) /壳（碳）结构多孔纳米线、纳米管（直径、壁厚、孔径、碳包覆层厚度均分别可控），筛选兼具大储锂容量、长循环寿命和高倍率性能的负极材料。深入研究一维核/壳结构多孔纳米线、纳米管的电化学储锂过程，明晰材料在脱、嵌锂过程中结构的变化规律，研究其脱、嵌锂历程和电化学储锂机理,为下一代锂离子动力电池的研制提供实验与理论支持。

中文关键词： 锗纳米线；溶剂热法；碳包覆；多孔结构；锂离子电池

英文摘要： Substantial efforts have been made in the last decade to replace the carbonaceous anode (theroratical capacity 372 mAh/g) material in Li-ion batteries (LIBs) by alternatives allowing a high Li-storage capacity. In terms of energy capacity, M-based materia

英文关键词： Ge nanowires；solvothermal method；carbon coated；porous structure；Lithium ion batteries