基于电化学阻抗谱的硅阳极SEI膜研究

摘要

本文介绍了硅负极方面的工作。目前能够看到的材料体系是硅材料，硅材料有很高的容量，因为它跟锂发生核晶化反应，最高的容量可以超过4000mAh/g。但是高容量带来的问题就是体积膨胀。所以，硅负极本身锂核晶化的可逆性是没有问题的，主要的问题是由于体积膨胀收缩巨大带来的。所以能不能解决这样一个问题，是硅材料能不能真正实用化的一个关键。SEI膜开始的时候跟锂反应，反应完之后SIN膜形成，然后膨胀。缩回来的时候，SIN膜是一个像果冻一样的东西，所以它不能跟锂出来之后收缩，所以SIN膜会跟硅之间脱离，新的电源过去进一步再形成SIN膜，通过几次循环以后，会看见SIN膜增加得很厚，一般的硅负极，当颗粒来说是不能解决这个问题的。所以想提高硅负极的循环特性，首先就要控制好这个界面，不让SIN膜生长。从阻抗图以及DSC数据来看，多孔结构的硅对抑制SIN膜生长具有非常好的用途。