锂离子电池硅基负极及其相关材料

论文摘要

锂离子电池是目前电脑、通讯、消费电子品以及未来电动车动力系统的主要能源。硅基负极材料因其具有较高理论比容量(4200 mAh·g-1,为石墨10倍以上),被视为最理想的下一代锂离子电池负极材料。然而硅负极在充放电过程中巨大的体积膨胀造成极片材料的粉化脱落、SEI膜的持续增长、正极锂离子的不断消耗,以及现有商业化粘结剂与硅表面较弱的相互作用等诸多缺陷,造成电池容量快速的衰减,阻碍了硅基材料在锂离子电池中的商业化应用。本文对硅基负极材料及其相关电池材料,如硅材料结构、粘结剂、电解液及添加剂等,进行了系统全面的总结。最后对硅基材料目前研究进展和未来发展方向做出总结与评述,以期为下一代硅基电池体系发展提供参考。

论文目录

• Contents
• 1 引言
• 2 硅基负极材料来源及合成方法
•   2.1 硅基电极材料的合成
•     2.1.1 金属镁还原二氧化硅
•     2.1.2 硅烷或硅化物制备硅
•     2.1.3 硅-金属合金制备
• 3 硅材料在电极中的应用
•   3.1 硅负极电化学反应过程
•   3.2 大体积硅
•   3.3 纳米硅
•     3.3.1 纳米颗粒
•       3.3.1.1 实心球表面包覆——人造SEI膜
•       3.3.1.2 纳米空心球包覆
•     3.3.2 纳米线
•     3.3.3 纳米薄膜
•   3.4 合金硅
•   3.5 硅预锂化
•   3.6 氧化亚硅
• 4 黏结剂
• 5 电解液及添加剂
• 6 实际应用
• 7 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 赵云,亢玉琼,金玉红,王莉,田光宇,何向明

关键词: 锂离子电池,硅基负极,纳米结构,粘结剂,电解液,添加剂

来源: 化学进展 2019年04期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 电力工业

单位: 清华大学核能与新能源技术研究院,北京工业大学北京古月新材料研究院,清华大学汽车安全与节能国家重点实验室

基金: 科技部国际合作项目(No.2016YFE0102200),国家自然科学基金重点项目(No.U1564205),北京市英才计划项目(No.YETP0157)资助~~

分类号: TM912

页码: 613-630

总页数: 18

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