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《鋰離子電池硅基負(fù)極材料改性研究進(jìn)展》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、鋰離子電池硅基負(fù)極材料改性研究進(jìn)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南湘潭411105)摘要：鋰離子電池硅基負(fù)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(fù)極材料。然而。硅在充放電過(guò)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(wèn)題，表面處理、多相摻雜、形成硅化物等方法被用來(lái)改善硅基負(fù)極材料的電化學(xué)性能。綜述了以上方法對(duì)硅基負(fù)極材料改性研究的最新進(jìn)展，并對(duì)各種改性方法進(jìn)行了簡(jiǎn)單的評(píng)述。關(guān)鍵
2、詞：鋰離子電池；負(fù)極材料；納米硅；硅薄膜；硅化物中圖分類(lèi)號(hào)：TM912文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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(diǎn)，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(jī)溶劑易于共嵌入。因此，隨著動(dòng)力鋰離子電池的開(kāi)能，ChenJun等【3j制備了巢形(見(jiàn)圖1)和盤(pán)繞形(見(jiàn)圖2)硅發(fā)，人們開(kāi)始致力于新型負(fù)極材料的研發(fā)。其中，硅可以與鋰納米微球。比表面積高達(dá)386m2／g。電化學(xué)性能測(cè)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(diǎn)成為研究熱點(diǎn)。然而，硅基負(fù)極材料在充放由于硅在充放電過(guò)程中體積膨脹較大，硅粒子脫離導(dǎo)電電過(guò)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(duì)上述問(wèn)題，近年來(lái)
8、研究者們提出了各種改進(jìn)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(lái)硅基負(fù)極材料的改性研究方法以及改性后對(duì)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(xiàng)目：湖南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(NO06JJ4093)；湘潭市科技局(06KH01041)資助項(xiàng)目作者簡(jiǎn)介：趙鐵鵬(1982一)，男，陜西省人。碩士，主要研究方向?yàn)閼?yīng)用電化學(xué)。Biograph
