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实验

1、制备具有柔性集流体的硅基负极

将0.85g碳包覆硅与0.05g导电碳黑、10g丁苯橡胶-羧甲基纤维素钠乳液(固含量1wt%)混合搅拌6小时，然后涂布到20微米厚的多孔聚乙烯膜表面，在40℃真空干燥8小时得到碳包覆硅层。将0.9g乙炔黑和10g丁苯橡胶-羧甲基纤维素钠乳液(固含量1wt%)混合搅拌4小时，然后涂布到碳包覆硅层表面，在50℃真空干燥10小时，得到具有柔性集流体(即乙炔黑涂层)的硅基负极。

图1 具有柔性集流体的硅基负极结构示意图

以铜箔为集流体的常规负极制备方法如下：将0.85g碳包覆硅与0.05g导电碳黑、10g丁苯橡胶-羧甲基纤维素钠乳液(固含量1 wt%)混合搅拌6小时，然后涂布到20微米厚的铜箔表面，在80℃真空干燥10小时，得到以铜箔为集流体的硅基负极。

2、制备薄膜硅负极

薄膜硅负极由复旦大学激光化学研究所提供。以铜箔为基底(表面预先用0.12 mol L-1的FeCl3溶液进行腐蚀处理)，以硅片为靶，在真空环境中通过等离子体溅射制得无定形硅薄膜。

3、配制电解液

常规电解液购自张家港国泰华荣有限公司，为1 mol?L-1 六氟磷酸锂的碳酸乙烯酯与碳酸二甲酯(体积比1:1)混合溶液。分别加入4种添加剂，其名称及用量见表1。

表1 所用添加剂的全称、分子式及添加量

4、电池组装与测试

将具有柔性集流体的硅负极用直径12mm的冲头冲成极片，放入真空烘箱中在40℃下干燥8小时，然后转移到充满氩气的手套箱中。以金属锂片为对电极，ET20-26为隔膜，采用常规电解液组装成CR2016扣式电池，20℃下在LAND电池测试系统(武汉蓝电电子有限公司提供)上进行恒流充放电性能测试，充放电截止电压相对于Li/Li+为0.01~1.5V，充放电电流密度为0.2 mA cm-2。