锂电池硅碳负极材料表面包覆改性研究进展

锂离子电池石墨负极材料由于具有成本低、自放电小和环境友好等优点一直占据着整个锂离子负极材料市场的主体,但是其能量密度低制约着电池性能,而硅具有4200 mAh/g的超高理论比容量。将硅与碳复合作为锂电池负极材料是未来解决石墨负极能量密度低的最有前景的方法之一,并且硅碳负极材料已经在实际应用中取得了一定的成果。本文归纳目前锂离子电池硅碳负极材料的改性研究进展,总结并分析不同硅源改性方法、硅碳材料不同复合结构和不同包覆方法带来的差异及优缺点,表明多种方法协同改性是提高石墨负极材料性能的未来趋势。

稻壳基硅碳锂离子电池负极材料制备研究

以生物基质稻壳为原料,氯化锌为活化剂,采用简单的浸渍、炭化工艺成功制备了Si/C复合材料。系统地研究活化剂物质的量配比、炭化温度等工艺参数对炭化产物结构和电化学性能影响,并通过XRD、BET等对产物进行表征分析。结果表明:在炭化600℃和稻壳与氯化锌的配比为1:2的条件下制备出产品结构和电化学性能最优,首次可逆充放电比容量可达711mAh/g。产物含有大量微孔,孔径较大,有利于锂离子嵌入和嵌出。

包覆结构硅碳复合锂离子电池负极材料研究进展

锂离子电池中新型的硅基负极因其具有高理论容量、无污染、储量丰富等特点,被认为是取代石墨的新一代负极材料。但是硅在循环过程中存在体积变化大、电导率低及固体电解质膜不稳定等问题。为提高材料循环稳定性及导电性,先通过对硅基材料的储锂机制了解,再详细地介绍了不同的结构设计,如核壳结构、夹层结构及嵌入结构,这些结构设计可有效地改善材料在充放电过程体积膨胀效应,显著提高硅基材料电化学稳定性,并对硅碳负极材料和结构的发展趋势进行了简单展望。