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《鋰離子電池硅基負極材料改性研究進展》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、鋰離子電池硅基負極材料改性研究進展趙鐵鵬，高德淑，李朝暉，雷銅鐵，周姬(湘潭大學(xué)化學(xué)學(xué)院環(huán)境友好化學(xué)與應(yīng)用省部共建教育部重點實驗室，湖南湘潭411105)摘要：鋰離子電池硅基負極材料由于理論容量較高(4200mAh／g)，成為最具吸引力的新一代負極材料。然而。硅在充放電過程中體積變化較大，引起電池容量的快速衰減，從而導(dǎo)致電池的循環(huán)性能變差。為解決此問題，表面處理、多相摻雜、形成硅化物等方法被用來改善硅基負極材料的電化學(xué)性能。綜述了以上方法對硅基負極材料改性研究的最新進展，并對各種改性方法進行了簡單的評述。關(guān)鍵
2、詞：鋰離子電池；負極材料；納米硅；硅薄膜；硅化物中圖分類號：TM912文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1002—087X(2009)01—0065—04ImprovementprogressoftheSi——basedmaterialsforlithium-·ionbatteriesZHAOTie—peng，GAODe—shu，LIZhao—hui，LEIGang—tie，ZHOUJi(KeyLaboratoryofEnvironmentallyFriendlyChemistryandApplicationsofMi
3、nistryofEducation，CollegeofChemistry,XiangtanUniversity，XiangtanHunan411105，China)Abstract：Withahightheoreticalspecificcapacityof4200mAh／g，siliconbecomesoneofthemostattractivenewmaterialsamongtheanodematerialsforrechargeablelithiumionbatteries．However，silic
4、onpowdersexhibitadrasticvolumevariationduringcycling，resultinginarapiddeclineofcapacity，andthusleadingtoapoorcyclicperformance．Inordertosolvethisproblem，manymethods，suchasmuItl—phase—dOped，surfaceetched，siliconcompounds，andcarbon—dispersedsiliconcompositewe
5、reusedtoimprovethematerials‘electrochemicalperformances．TheefectsofthesemethodsontheirelectrochemicaIcharacteristicswerereviewed．Andvariousimprovementmethodsweregivenbriefly．Keywords：Li—ionbateries：anodematerials：nano—silicon；Sithinfilm；siliconcompounds南于石墨
6、具有放電電壓低而平、循環(huán)性能好等優(yōu)點，已經(jīng)1納米單質(zhì)硅粉的表面改性廣泛應(yīng)用于商業(yè)鋰離子電池。但其理論比容量較低(質(zhì)量比1．1納米多孑L硅的制備容量372mAh／g，體積比容量830Ah／L)?，高倍率充放電性單質(zhì)硅粒之間導(dǎo)電性能較差，為了提高硅粒間的導(dǎo)電性能差，有機溶劑易于共嵌入。因此，隨著動力鋰離子電池的開能，ChenJun等【3j制備了巢形(見圖1)和盤繞形(見圖2)硅發(fā)，人們開始致力于新型負極材料的研發(fā)。其中，硅可以與鋰納米微球。比表面積高達386m2／g。電化學(xué)性能測試發(fā)現(xiàn)巢形形成Ljsi、LiI3s
7、i、Lisi、Lis等合金，具有高容量(LiSi，硅納米微球48次循環(huán)后容量保持在1095mAh／g。最高4200mAh／g)、低脫嵌鋰電壓(低于0．5V)、與電解液1．2表面包覆金屬反應(yīng)活性低等優(yōu)點成為研究熱點。然而，硅基負極材料在充放由于硅在充放電過程中體積膨脹較大，硅粒子脫離導(dǎo)電電過程中伴有較大的體積變化(體積膨脹大于400％)]，產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致可逆容量下降和循環(huán)性能變差。為了提高納米硅粉生硅粒破裂和粉化現(xiàn)象，導(dǎo)致導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)與硅粒子之間發(fā)生分離，內(nèi)阻突然增加，容量快速下降，循環(huán)性能變差?。針對上述問題，近年來
8、研究者們提出了各種改進方法，如多孔單質(zhì)硅粒的制備、硅粒表面處理、硅薄膜化、硅化物的多相摻雜等。本文綜述了近年來硅基負極材料的改性研究方法以及改性后對硅基材料的電化學(xué)性能影響狀況。收稿日期：2008—07—15基金項目：湖南省自然科學(xué)基金項目(NO06JJ4093)；湘潭市科技局(06KH01041)資助項目作者簡介：趙鐵鵬(1982一)，男，陜西省人。碩士，主要研究方向為應(yīng)用電化學(xué)。Biograph
