《文献检索与选1读》课程论文
锂离子电池硅负极的研究进展
刘崇武(中南大学冶金与环境学院,0507110412)摘要:硅基负极材料由于具有理论比容量高等优点,有望成为替代商业化石墨或碳负极的
材料。然而,在充放电循环过程中,容量迅速衰减阻碍了硅负极在商业上的使用。本文综述了近年来改善硅基负极材料性能的最新进展,指出了硅基材料作为锂离子电池负极材料的研究前景。关键词:锂离子电池负极材料硅
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1前言锂离子电池因具有较高的能量密度及较长的使用寿命等优点,而广泛应用于
许多便携式电子器件中。随着锂离子电池的应用范围向薄膜电池、动力电池等领域扩展,对锂离子电池的能量密度和使用寿命提出了更高的要求,而现有的锂离子电池体系已无法满足这种日益增加的需求,开发新型电极材料迫在眉睫1。目前,实际应用的锂离子电池负极材料仍以碳素材料为主,如石墨化碳、无定型碳2和非石墨化碳3,但其最大理论比容量仅为372mAhg。而寻求新型高性能负极材料成为研究焦点。在众多可选择的负极材料中,硅具有较高的理论比容量(4200mAhg)及较低的脱嵌锂电压而备受瞩目。然而硅基材料所存在的最大问题就在于,在与锂合金化去合金过程中会有较大的体积膨胀收缩变化45。从而导致活性物质粉化并且与集流体失去电接触,极大的影响了硅基负极材料的循环性能及应用。
因此,在获得高容量的同时,如何提高硅基负极材料的循环性能,是目前的一个研究重点。为了缓冲硅在电化学过程中巨大的体积变化带来的容量衰减,人们采用各种方法来提高硅负极材料的循环性能。这些方法可以大致分为纳米化的硅单质,硅复合物,硅的氧化物。
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f《文献检索与选2读》课程论文
2硅基材料的分类研究21硅纳米化
通过减小活性物质的尺寸6,制备出纳米级硅基负极材料可以很好的解决硅充放电过程中的体积膨胀。因为纳米材料具有较大的空隙容积,能够容纳较大的体积膨胀而不致造成结构的机械破碎及崩溃7。
211纳米硅颗r