中國粉體網(wǎng)訊 據(jù)相關(guān)媒體報道，硅的能量密度較高，是一款極具吸引力的負極材料。作為鋰離子電池理想的負極材料，硅具有如下優(yōu)點：
①硅可與鋰形成Li4.4Si合金，理論儲鋰比容量高達4200mAh/g（超過石墨比容量的10倍）；
②硅的嵌鋰電位（0.5V）略高于石墨，在充電時難以形成“鋰枝晶”；
③硅與電解液反應(yīng)活性低，不會發(fā)生有機溶劑的共嵌入現(xiàn)象。
但是，硅電極在充放電過程中會發(fā)生循環(huán)性能下降和容量衰減，硅與鋰交互時，體積膨脹高達320%，巨大的體積變化易導(dǎo)致活性物質(zhì)從集流體中脫落，從而降低與集流體間的電接觸，造成電極循環(huán)性能迅速下降。為改進上述缺點并能夠大體維持電池的能量密度，目前采用硅基氧化物來制作鋰離子電池的負極。
對于硅基氧化物負極出現(xiàn)體積改變且導(dǎo)電性弱的技術(shù)難題，中美兩方對該問題都展開了技術(shù)研究，從而找到了兩種技術(shù)改進方方法。
美：非黏合性硅基氧化物/碳復(fù)合物
肯塔基大學(xué)研究團隊將硅基氧化物顆粒物與硫酸鹽木質(zhì)素混合后，合成了一種高性能的非黏合性硅基氧化物/碳復(fù)合物，用于制作鋰離子電池的電極。這種材質(zhì)最大的特點是不用采用常規(guī)的粘合劑或?qū)щ妱Ｔ陔娀瘜W(xué)性能等方面表現(xiàn)的都極為出色。
中國：微型SiOx/C芯殼（core–shell）復(fù)合物
中國研究團隊則通過制備微型SiOx/C芯殼復(fù)合物來解決膨脹問題。將檸檬酸與經(jīng)球磨而制的硅基氧化物相混合使其碳化，隨后制得質(zhì)地均勻的SiOx/C芯殼復(fù)合物——SiOx微芯與檸檬酸碳殼。碳殼大幅提升了硅基氧化物的電導(dǎo)率，緩和了適應(yīng)鋰化/脫鋰反應(yīng)期間的體積變化。該研究團隊透露，該復(fù)合物的放電效能極為出色，該方法可實現(xiàn)批量生產(chǎn)，具有成本效益。可用于高性能SiOx/C復(fù)合物陽極材料的大批量生產(chǎn)。
