光沉積制備pSi@CoOx高性能鋰離子電池負(fù)極材料

龔俊捷 王建明

(浙江大學(xué)化學(xué)系，杭州 310027)

0 引 言

硅具有理論比容量高(3 579mAh·g-1)、嵌鋰電位低及儲(chǔ)量豐富等優(yōu)點(diǎn)，成為近年來電動(dòng)汽車和人工智能等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[1-3]。然而，硅本征的電子電導(dǎo)率小以及在充放電過程中巨大的體積膨脹嚴(yán)重限制了其實(shí)際應(yīng)用[4-7]。過渡金屬氧化物(TMOs)是一種潛在的鋰離子電池負(fù)極材料，其理論比容量較高(600～1 200mAh·g-1)[8-10]。與Si相比，TMOs具有相對(duì)小的體積膨脹，并表現(xiàn)出相對(duì)較好的循環(huán)穩(wěn)定性[11]，因此，將硅材料與過渡金屬氧化物相結(jié)合可以緩解硅材料的體積變化，增強(qiáng)電極的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。同時(shí)，過渡金屬氧化物在鋰化過程中形成的過渡金屬也有助于提高電導(dǎo)率和改善電極動(dòng)力學(xué)。Zhang等通過采用簡(jiǎn)單水解法制備了包覆Cu2+1O的納米硅材料，研究結(jié)果表明，Cu2+1O涂層可以有效地緩解脫/嵌鋰過程中硅納米粒子的體積變化，提高其電導(dǎo)率，穩(wěn)定固體電解質(zhì)界面(SEI)膜[12]。Sohn等利用溶膠-凝膠法制備了Si/Co3O4核殼結(jié)構(gòu)納米材料，該材料具有良好的循環(huán)性能，循環(huán)100圈后可逆容量約為850mAh·g-1[13]。盡管在硅/過渡金屬氧化物的研究方面已開展了一些工作，但其電化學(xué)儲(chǔ)鋰性能還有待提高。因此，探索具有優(yōu)良鋰存儲(chǔ)性能的硅/過渡金屬氧化物復(fù)合材料的新制備方法無疑具有重要意義。

相對(duì)于傳統(tǒng)的材料合成方法，光沉積是一種便捷、節(jié)能和清潔的制備方法，且光沉積所得產(chǎn)物與基底材料的結(jié)合力良好[14-15]。近年來，基于光沉積的電化學(xué)儲(chǔ)能體系的研究也取得了一定的進(jìn)展。Zhang等基于光生空穴的氧化性在TiO2上光沉積SnO2，將所得的復(fù)合材料用于鋰離子電池負(fù)極[16]。Zhang等通過光沉積在TiO2陣列上沉積NiOOH，直接用于電化學(xué)放電，表現(xiàn)出較好的放電容量[14]。多孔硅材料因其內(nèi)部存在豐富的孔隙，可以緩解充放電過程中產(chǎn)生的巨大應(yīng)力，提供更多的活性位點(diǎn)以及縮短鋰離子擴(kuò)散途徑而受到廣泛關(guān)注[17-19]。同時(shí)，硅是一種優(yōu)良的可見光催化劑，在太陽光輻射下，激發(fā)出電子-空穴對(duì)，利用可見光輻射下硅的光生空穴的氧化性來制備多孔硅/金屬氧化物復(fù)合材料，提高其導(dǎo)電性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，無疑是值得期待的。但是過渡金屬氧化物的導(dǎo)電性需要進(jìn)一步提高。研究表明，對(duì)于金屬或非金屬元素的摻雜[20-21]，以H2、NaBH4等還原劑在一定條件下處理金屬氧化物引入氧空穴[22-23]，均可以實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬氧化物的改性，提高其電子導(dǎo)電性，進(jìn)而改進(jìn)電極的電化學(xué)性能。

我們以硅鋁合金微球?yàn)樵?，首先用鹽酸刻蝕得到多孔硅微球(pSi)；然后，利用硅的光生空穴的強(qiáng)氧化性將沉積液中的Co2+氧化為價(jià)態(tài)更高的氧化物，并以CoOx納米片的形式原位沉積在具有光活性的多孔硅上。將獲得的CoOx表面原位修飾pSi的復(fù)合材料(pSi@CoOx)在Ar/H2氣氛中熱處理，形成氧空穴，提高CoOx包覆層的導(dǎo)電性。依據(jù)物理表征和電化學(xué)測(cè)試結(jié)果，分析討論了光沉積時(shí)間對(duì)pSi@CoOx復(fù)合物微結(jié)構(gòu)和電化學(xué)儲(chǔ)鋰性能的影響。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 pSi@CoOx復(fù)合材料合成

實(shí)驗(yàn)采用的原料均為市售的分析純?cè)噭?。稱取0.5 g硅鋁合金粉末(Alfa Aesar，Al質(zhì)量分?jǐn)?shù)88% )，分散在1.5mol·L-1的鹽酸溶液中，靜置刻蝕至無氣泡產(chǎn)生。離心收集所得產(chǎn)物，用去離子水洗滌至上層清液呈中性。將所制得的pSi分散在50mL反應(yīng)液中，反應(yīng)液的組成為 0.1mol·L-1Co(AC)2、0.1 mol·L-1NaAC和0.01mol·L-1KBrO3。將此溶液放置在氙燈光源下(CHF-XM-500W)照射，溫和攪拌，反應(yīng)時(shí)間為2～8 h，離心收集所得產(chǎn)物，并用去離子水和乙醇充分洗滌，轉(zhuǎn)移至80℃真空干燥箱中干燥12 h，得到中間產(chǎn)物(br-pSi@CoOx)，之后將中間產(chǎn)物在300℃的Ar/H2中熱處理2 h，得到最終產(chǎn)物pSi@CoOx復(fù)合材料(2、5和8 h形成的最終產(chǎn)物分別用pSi@CoOx-2、pSi@CoOx-5、pSi@CoOx-8表示)。

1.2 材料表征

采用X射線衍射(XRD)表征所制備樣品的物相組成和晶體結(jié)構(gòu)，測(cè)試的設(shè)備是日本Rigaku公司的Ultima Ⅳ，以CuKα(λ=0.154 06 nm)為輻射源，工作電壓40 kV，工作電流30mA，掃速10(°)·min-1，掃描范圍2θ=15°～90°。采用Thermo Fisher公司的Escalab 250Xi型X射線光電子能譜儀(XPS)確定所制備樣品的表面元素組成以及相應(yīng)的價(jià)態(tài)信息，根據(jù)C1s譜線(284.6 eV)對(duì)譜圖進(jìn)行校正。采用德國Carl Zeiss公司的Ultra 55型掃描電子顯微鏡(SEM)表征所制備材料的表面形貌，加速電壓為5 kV。采用美國FEI公司的F20型透射電子顯微鏡(TEM)觀察所制備樣品的微觀結(jié)構(gòu)，并與能譜儀(EDS)結(jié)合起來觀察樣品所含元素的比例和分布情況，工作電壓為300 kV。采用Micromeritics公司的ASAP 2020型物理吸附儀測(cè)試N2吸附-脫附等溫線，根據(jù)BET(Brunauer-Emmett-Teller)模型計(jì)算材料的比表面積，采用BJH(Barrette-Joyner-Halenda)模型計(jì)算得到孔分布情況。

1.3 電池組裝與電化學(xué)測(cè)試

1.3.1 電極片制備以及半電池組裝

稱取質(zhì)量比為7∶1.5∶1.5的活性物質(zhì)、乙炔黑和海藻酸鈉在研缽中研磨均勻，加入去離子水?dāng)嚢柚列纬删鶆虻臐{料。將漿料均勻涂覆在預(yù)處理過的銅箔上，轉(zhuǎn)移至真空干燥箱，60℃充分干燥。干燥后的電極片進(jìn)行壓片并稱重。實(shí)驗(yàn)所用的銅箔面積均為1 cm2，活性物質(zhì)的負(fù)載量為0.6～0.8 mg·cm-2。半電池的組裝在充滿Ar的手套箱中進(jìn)行，手套箱中水、氧含量均要求小于10-7。以活性物質(zhì)涂覆的銅箔作為工作電極，金屬鋰片為對(duì)電極，Celgard 2325聚丙烯膜作為隔膜。電解液溶質(zhì)為1mol·L-1LiPF6，溶劑為含有10% 氟代碳酸乙烯酯(FEC)添加劑的碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲基乙基酯(EMC)(體積比為1∶1∶1)的混合溶液。組裝完成的半電池在手套箱中經(jīng)過24 h老化后進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試。

1.3.2 電化學(xué)測(cè)試

選用CT2001A(武漢藍(lán)電)電池測(cè)試系統(tǒng)在室溫下進(jìn)行恒流充放電測(cè)試，電壓區(qū)間為0.01～3 V；循環(huán)伏安(CV)測(cè)試選用CHI660D電化學(xué)工作站(上海辰華)，掃描速度0.1mV·s-1，電壓范圍0.01～3.0 V，溫度為室溫。電化學(xué)阻抗譜(EIS)測(cè)試在Parstat2273電化學(xué)綜合測(cè)試系統(tǒng)(美國阿美特克)上室溫下進(jìn)行，頻率范圍為100 kHz～0.01Hz。

2 結(jié)果與討論

2.1 物理表征

圖1a為硅鋁合金原料以及pSi的XRD圖。從圖中可知，Si-Al合金的XRD圖中只有金屬鋁(PDF No.65-2869)和硅單質(zhì)(PDF No.27-1402)的衍射峰，并且鋁衍射峰的強(qiáng)度高于硅單質(zhì)衍射峰。在酸刻蝕之后，XRD圖中只能觀察到硅的衍射峰，說明硅鋁合金刻蝕完全。不同反應(yīng)時(shí)間得到的中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物的XRD圖如圖1b所示。br-pSi@CoOx-5中只存在硅的衍射峰，說明光沉積所制備的CoOx是無定形或弱結(jié)晶結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行熱處理后，pSi@CoOx-2中未發(fā)現(xiàn)CoO的衍射峰，pSi@CoOx-5和pSi@CoOx-8中出現(xiàn)了CoO(PDF No.43-1004)的衍射峰，且隨著光沉積時(shí)間延長(zhǎng)，該衍射峰的強(qiáng)度有所增加?？赡苁怯捎谒练e的鈷氧化物晶粒較小且硅的衍射峰較強(qiáng)，所以光沉積時(shí)間較短的最終產(chǎn)物pSi@CoOx-2中沒有顯現(xiàn)出CoO衍射峰，pSi@CoOx-5和pSi@CoOx-8中CoO衍射峰的強(qiáng)度差異并不明顯。值得注意的是，光沉積得到的CoOx結(jié)晶性較差，這使得其具有較多缺陷，可以提供更多的活性位點(diǎn)。

圖1 (a)Si-Al合金和pSi的XRD圖;(b)br-pSi@CoOx-5、pSi@CoOx-2、pSi@CoOx-5和pSi@CoOx-8的XPD圖Fig.1 (a)XRD patterns of Si-Al alloy spheres and pSi;(b)XRD patterns of br-pSi@CoOx-5,pSi@CoOx-2,pSi@CoOx-5 and pSi@CoOx-8

為了詳細(xì)研究Ar/H2熱處理前后材料價(jià)態(tài)的變化，進(jìn)行了XPS表征。圖2為Ar/H2熱處理前后pSi@CoOx的XPS譜圖及分峰結(jié)果。圖2a為Ar/H2熱處理前后復(fù)合材料的XPS全譜圖，結(jié)果表明樣品中存在C、Si、Co和O四種元素，C源于樣品表面不可避免的污染碳。圖2b為pSi@CoOx-5的Si2pXPS結(jié)果，譜圖中99.4和102.8 eV處的2個(gè)衍射峰分別歸屬于Si—Si鍵和Si—O鍵，Si—O鍵的存在是由于硅表面的自然氧化[24-25]。圖2c為Ar/H2熱處理前后pSi@CoOx-5的Co2p高分辨譜圖，從圖中可以看到Co2p3/2和Co2p1/2的特征峰，以及2個(gè)特征峰附近伴隨的衛(wèi)星峰。Co2p3/2和Co2p1/2兩個(gè)主峰都可以分峰為Co2+和Co3+。結(jié)合能位于780.6和796.3 eV處的峰歸屬于Co3+，而另2個(gè)位于781.9和797.9 eV處的峰則歸屬于Co2+[26]。在熱處理后，Co3+的峰強(qiáng)降低，Co2+的峰強(qiáng)增大，意味著經(jīng)過熱還原后生成了更多的Co2+，而Co2+通常與氧空穴的存在有關(guān)[27-28]，氧空穴的存在可以改善CoOx的導(dǎo)電性。圖2d為熱處理前后材料的精掃O1sXPS譜圖。對(duì)其進(jìn)行分峰處理后，結(jié)合能位于530.0 eV的峰O1通常可以歸屬于晶格氧，結(jié)合能位于531.7 eV的峰O2歸屬于表面存在缺陷的氧空穴，而結(jié)合能位于532.3 eV的峰O3則歸屬于表面吸附水[30]。通過計(jì)算2個(gè)分峰曲線所占面積比可以獲得O2/O1兩種價(jià)態(tài)物質(zhì)的原子比，其可定量表示氧空穴的含量，經(jīng)過熱處理后，O2/O1原子比由1.84增大至2.36，說明經(jīng)過Ar/H2熱處理后CoOx中氧空穴含量增大，與Co2pXPS譜圖分析結(jié)果一致。

圖2 br-pSi@CoOx-5和pSi@CoOx-5的XPS全譜圖(a);pSi@CoOx-5的高分辨Si2p XPS譜圖(b);br-pSi@CoOx-5和pSi@CoOx-5的高分辨Co2p(c)和O1s XPS譜圖(d)Fig.2 XPS full spectra of br-pSi@CoOx-5 and pSi@CoOx-5(a);High-resolution Si2p XPS spectrum of pSi@CoOx-5(b);High-resolution Co2p(c)and O1s(d)XPS spectra of br-pSi@CoOx-5 and pSi@CoOx-5

圖3為Si-Al合金微球和酸刻蝕后得到的pSi的SEM圖。從圖3a可以看出，Si-Al合金的原始形貌為微米級(jí)的球形顆粒，尺寸在1～6μm之間，表面光滑。圖3b是硅鋁合金完全刻蝕后得到的pSi的SEM圖，在刻蝕后實(shí)心微球轉(zhuǎn)化為多孔珊瑚狀微球，仍維持原有尺寸，刻蝕過程中形成的豐富孔道可以有效緩解硅在鋰化過程中的體積膨脹。圖4為不同光沉積時(shí)間所得復(fù)合物的SEM圖及EDS譜圖。從圖4a、4d和4g可以看出，隨著光沉積時(shí)間的延長(zhǎng)，由于磁力攪拌的機(jī)械作用，多孔結(jié)構(gòu)的破壞越嚴(yán)重；從這些破碎的結(jié)構(gòu)可以看出，所制備的復(fù)合材料內(nèi)部也存在著豐富的孔道結(jié)構(gòu)。由放大圖(圖4b、4e和4h)可知，pSi@CoOx-2表面只有較少的CoO納米片包覆；pSi@CoOx-5表面有明顯CoO納米片的包覆；當(dāng)光照時(shí)間增大到8 h，pSi上均勻包覆著較多的CoO納米片。這與相應(yīng)的EDS分析結(jié)果一致。

圖3 前驅(qū)體硅鋁合金球(a、b)和pSi(c、d)的SEM圖Fig.3 SEM images of(a,b)precursor Si-Al alloy spheres and(c,d)pSi

圖4 pSi@CoOx-2(a、b、c)、pSi@CoOx-5(d、e、f)和pSi@CoOx-8(g、h、i)的SEM圖和EDS譜圖Fig.4 SEM images and EDS spectra of pSi@CoOx-2(a,b,c),pSi@CoOx-5(d,e,f)and pSi@CoOx-5(g,h,i)

pSi@CoOx-5的TEM測(cè)試結(jié)果如圖5所示。圖5a進(jìn)一步證實(shí)了所制備的pSi@CoOx-5復(fù)合材料的多孔結(jié)構(gòu)。高分辨TEM(HRTEM，圖5b)表明通過光沉積及后續(xù)熱還原過程成功實(shí)現(xiàn)了CoOx原位包覆pSi，0.32 nm與Si(111)晶面間距一致，0.25和0.22 nm的晶格間距則分別對(duì)應(yīng)于CoO(111)和CoO(200)晶面。圖5c為pSi@CoOx-5復(fù)合材料的元素面掃結(jié)果，可以觀察到在pSi@CoOx-5中Si、Co和O元素均勻分布。

圖5 pSi@CoOx-5的TEM圖(a)、HRTEM圖(b)和元素映射圖(c)Fig.5 TEM image(a),HRTEM image(b)and elemental mappings(c)of pSi@CoOx-5

采用N2吸附-脫附測(cè)試研究了pSi和pSi@CoOx-5的比表面積和微觀結(jié)構(gòu)，N2吸附-脫附曲線及孔徑分布曲線如圖6所示。分析圖6a可知兩者的吸附等溫線為Ⅱ型。BET法計(jì)算結(jié)果表明，pSi和pSi@CoOx-5復(fù)合材料的比表面積分別為86和61 m2·g-1，說明CoOx納米片的包覆在一定程度上減少了該多孔硅復(fù)合材料的比表面積。如圖6b所示，pSi的孔徑分布主要在2～10 nm之間，這是刻蝕鋁后留下的空隙，在光沉積CoOx納米片之后，大孔的數(shù)目明顯增多，這些孔隙是由CoOx納米片之間相互堆疊形成的。所制備的復(fù)合材料豐富的孔隙結(jié)構(gòu)有利于電解液的浸潤(rùn)，并能提供足夠的空間緩沖充電/放電過程中巨大的體積變化。

圖6 pSi和pSi@CoOx-5的N2吸附-脫附等溫線(a)和孔徑分布曲線(b)Fig.6 N2adsorption-desorption isotherms(a)and pore size distribution curves(b)of pSi and pSi@CoOx-5

2.2 電化學(xué)性能

圖7a給出了pSi@CoOx-5電極初始的CV曲線?？梢钥吹剑状畏烹娺^程中，在0.1 V以下存在一個(gè)尖銳的還原峰，這與硅的非晶化和鋰化過程有關(guān)[30-31]。在0.97 V有一個(gè)寬的還原峰，主要對(duì)應(yīng)于SEI膜的形成[31]；在隨后的循環(huán)過程中，這個(gè)峰消失了，說明了SEI膜的穩(wěn)定性和不可逆。另外，由于CoO含量過低無法觀察到CoO的鋰化和去鋰化形成的還原峰和氧化峰。在首次充電過程中，可以觀察到位于0.38和0.53 V的2個(gè)陽極峰，這對(duì)應(yīng)于Li-Si脫合金過程[32]。在隨后的循環(huán)過程中，出現(xiàn)了新的位于0.16 V處的還原峰，這對(duì)應(yīng)于Li-Si合金化過程。值得注意的是，不論是陰極峰還是陽極峰，峰電流均隨著循環(huán)的進(jìn)行而增加，這是硅材料在循環(huán)充放電過程中逐步活化造成的[33]。

圖7 pSi@CoOx-5電極在0.1mV·s-1下的CV曲線(a);pSi@CoOx-5電極在200mA·g-1電流密度下的充放電曲線(b);pSi、pSi@CoOx-2、pSi@CoOx-5和pSi@CoOx-8電極的循環(huán)性能圖(c)和倍率性能圖(d);pSi和pSi@CoOx-5電極的大電流循環(huán)性能對(duì)比圖(e)Fig.7 CV curves at a scanning rate of0.1mV·s-1(a);Galvanostatic charge-discharge curves at 200mA·g-1 of pSi@CoOx-5 electrode(b);Cycling(c)and rate performances(d)of pSi,pSi@CoOx-2,pSi@CoOx-5 and pSi@CoOx-8 electrodes;Cycling performances at 1 A·g-1 of pSi and pSi@CoOx-5 electrodes(e)

圖7是pSi@CoOx-5電極在200mA·g-1電流密度下前3圈的恒流充放電曲線圖。在首次放電過程中，分別在0.1和1.1 V處出現(xiàn)電壓平臺(tái)，在后續(xù)充放電過程中不再出現(xiàn)，這和圖7a的CV曲線相一致。pSi@CoOx-5的初始放電容量和充電容量分別為3 353.8 和 2 512.4 mAh·g-1，對(duì)應(yīng)的首次庫侖效率(ICE)為74.91%，不可逆容量損失來自SEI膜的不可逆形成。在隨后的循環(huán)過程中，庫侖效率迅速提升，到第3次充放電時(shí)，庫侖效率達(dá)到了94.72%。

圖7c呈現(xiàn)了不同硅鈷復(fù)合材料pSi@CoOx-2、pSi@CoOx-5、pSi@CoOx-8及pSi在500mA·g-1電流密度下的充放電循環(huán)性能。如圖所示，pSi@CoOx-5表現(xiàn)出最佳的循環(huán)性能，在小電流密度200mA·g-1下循環(huán)活化5次后，再在500mA·g-1電流密度下循環(huán)200次后仍然具有1 210.9mAh·g-1的放電容量。然而，在經(jīng)歷相同的充放電循環(huán)后，pSi@CoOx-2、pSi@CoOx-8和pSi的放電容量分別為804.6、543.2和365.5mAh·g-1。pSi@CoOx-8的儲(chǔ)鋰性能較差是由于制備過程中其多孔微球結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞。pSi@CoOx-2、pSi@CoOx-5、pSi@CoOx-8和pSi的倍率性能測(cè)試結(jié)果如圖7d所示。可以看出，pSi@CoOx-5表現(xiàn)出更好的倍率性能，當(dāng)電流密度為100、200、500、1 000和2 000mA·g-1時(shí)，其平均比容量分別為2 126.0、1 767.6、1 248.9、819.0和480.5mAh·g-1；而且在電流密度恢復(fù)為200 mA·g-1時(shí)，其仍能提供1 298.3mAh·g-1的容量。相比較而言，pSi@CoOx-2和pSi@CoOx-8由于包覆量較少或者多孔微球結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，倍率性能較pSi@CoOx-5有所降低，但均優(yōu)于pSi的速率性能。為了進(jìn)一步考察適量CoOx的包覆對(duì)電化學(xué)儲(chǔ)鋰性能的影響。對(duì)pSi@CoOx-5與pSi進(jìn)行了大電流長(zhǎng)循環(huán)測(cè)試，結(jié)果如圖7e所示。經(jīng)過5次小電流(100 mA·g-1)的活化循環(huán)后，pSi@CoOx-5即使在1 A·g-1的大電流密度下循環(huán)200次之后仍然具有774.2mAh·g-1的容量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于pSi在1 A·g-1電流密度下的循環(huán)性能。

pSi和pSi@CoOx-5復(fù)合材料的EIS結(jié)果如圖8a所示。兩者呈現(xiàn)出相似的Nyquist譜線，均由高頻區(qū)的半圓和低頻區(qū)的直線組成。等效電路圖由歐姆阻抗(Rs)、電荷轉(zhuǎn)移阻抗(Rct)、界面電容(CPE)和擴(kuò)散阻抗(Zw)組成。鋰離子擴(kuò)散系數(shù)可以通過式1計(jì)算：

其中，R、T、A、n、F、σw和c分別為氣體狀態(tài)常數(shù)、熱力學(xué)溫度、電極的比表面積、單位物質(zhì)的量的活性材料轉(zhuǎn)移的電子數(shù)、法拉第常數(shù)、Warburg阻抗系數(shù)和鋰離子的濃度。其中σw可以由式2確定[34]：

σw擬合結(jié)果如圖8b所示。擬合得到的阻抗譜參數(shù)值如表1所示，可以看到CoOx的引入使得pSi@CoOx-5相較于pSi電極具有更低的Rs、更快的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、更高的鋰離子擴(kuò)散速率和更大的界面電容。這個(gè)結(jié)果與pSi@CoOx-5表現(xiàn)出更好的電化學(xué)儲(chǔ)鋰性能一致。

表1 由Nyquist曲線擬合得到的參數(shù)Table 1 Impedance parameters obtained by the fitting of the Nyquist plots

3 結(jié) 論

以硅鋁合金為原料，結(jié)合酸刻蝕、光沉積和熱還原成功制備了pSi@CoOx負(fù)極材料。均勻包覆的CoOx納米片能夠提高復(fù)合材料的導(dǎo)電性和機(jī)械穩(wěn)定性，同時(shí)多孔的結(jié)構(gòu)可以有效地緩解充放電過程中的體積膨脹。探究了不同光沉積時(shí)間對(duì)pSi@CoOx材料形貌及其儲(chǔ)鋰性能的影響，pSi@CoOx-5復(fù)合電極表現(xiàn)出最佳的儲(chǔ)鋰性能，在1 A·g-1的電流密度下，200次循環(huán)后仍能保持774.2mAh·g-1的放電比容量。該多孔硅基過渡金屬氧化物復(fù)合材料的光沉積法制備，為硅基負(fù)極材料在鋰離子電池領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新的借鑒思路。