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鋰離子電池的硅基陽(yáng)極材料的使用。與傳統(tǒng)的石墨陽(yáng)極相比，硅具有極高的理論比容量（4200 mAh/g）和較低的脫硫電位（<0.5 V），而且硅的電壓平臺(tái)略高于石墨，使其。在充電過(guò)程中很難造成表面。鋰分析，更好的安全性能。硅已經(jīng)成為升級(jí)碳基鋰離子電池陽(yáng)極的潛在選擇之一。

鋰離子電池的硅基負(fù)極材料的使用

硅基材料在鋰離子電池中的應(yīng)用主要涉及兩個(gè)方面。第一個(gè)是在負(fù)極材料中加入納米硅，以形成負(fù)硅電極，第二個(gè)是在電解液中加入有機(jī)硅化合物，以改善電解液的性能。與傳統(tǒng)的陽(yáng)極材料相比，硅陽(yáng)極材料具有更高的能量密度和更低的電化學(xué)電位。硅陽(yáng)極材料的理論容量為4200 mAh/g，是石墨陽(yáng)極材料的2至10倍，是尖晶石結(jié)構(gòu)鈦酸鋰（Li4Ti5O12）材料的4至20倍。

納米硅被廣泛地應(yīng)用于各種領(lǐng)域。

硅碳復(fù)合材料是由石墨材料形成的，它作為鋰離子電池的負(fù)極材料，可以顯著提高鋰離子電池的容量。

用于生產(chǎn)耐高溫涂料和耐火材料。

③在高壓下與金剛石混合，形成碳化硅和金剛石的復(fù)合材料，作為切割工具使用。

可與有機(jī)物反應(yīng)，作為有機(jī)硅高分子材料的原料。

⑤多晶硅是通過(guò)提純金屬硅得到的。

⑥ 半導(dǎo)體微電子封裝材料。

EtK金屬表面的問(wèn)題得到了解決。

鋰離子電池用硅陽(yáng)極材料的劣勢(shì)

在鋰離子電池的插入和取出過(guò)程中，硅會(huì)使Si體積膨脹100%至300%，材料中會(huì)產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，從而破壞材料的結(jié)構(gòu)。電極材料將落在銅箔和硅表面。SEI膜不斷地形成和斷裂，這共同降低了電極的導(dǎo)電性和循環(huán)穩(wěn)定性。

硅是一種半導(dǎo)體，其導(dǎo)電性比石墨差很多，這導(dǎo)致鋰離子的脫插過(guò)程有很大程度的不可逆性，進(jìn)一步降低了其第一庫(kù)侖效率。因此，需要解決充電和放電過(guò)程中硅的體積膨脹以及第一次充電和放電的低效率。

硅材料的選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1. 非晶硅和二氧化硅

(1) 非晶硅

非晶硅在低電位時(shí)具有更高的容量，作為鋰離子電池的負(fù)極材料，其安全性能高于石墨電極材料。然而，非晶硅材料只能在有限的范圍內(nèi)緩解顆粒開(kāi)裂和粉化。它的循環(huán)穩(wěn)定性仍然不能滿足對(duì)大容量電池負(fù)極材料的要求。

(2) 白炭黑

作為鋰離子電池的負(fù)極材料，SiO具有較高的理論比容量（高于1200 mAh/g）、良好的循環(huán)性能和較低的鋰提取潛力，因此它也是一種潛在的鋰離子電池高容量負(fù)極材料。然而，二氧化硅氧含量的不同也會(huì)影響其穩(wěn)定性和可逆能力：隨著二氧化硅氧含量的增加，循環(huán)性能增加，但可逆能力下降。

由于儲(chǔ)能能力有限，使用傳統(tǒng)石墨陽(yáng)極的鋰離子電池已無(wú)法滿足新興市場(chǎng)的需求。由于其高度的理論相關(guān)性，硅基材料已成為下一代鋰離子電池陽(yáng)極材料的理想選擇。 比容量。然而，受限于鋰存儲(chǔ)過(guò)程中巨大的體積變化和較差的導(dǎo)電性，硅基陽(yáng)極材料的大規(guī)模和商業(yè)化之路仍然充滿挑戰(zhàn)。