锂离子电池硅基负极材料研究与进展

摘要

随着消费类电子产品及新能源汽车的发展,高能量密度的锂离子电池逐步成为了研究热点.当前使用的石墨负极材料的理论比容量为372 mAh/g,亟需研发高容量的负极材料.硅作为负极材料,其比容量为石墨的10倍,且脱锂电位低,被认为是最具潜力的新型负极材料.纯硅负极材料在锂离子电池应用中,由于其巨大的体积膨胀效应会导致材料粉碎,负极材料与集流体失去有效电接触,裸漏的硅材料还会不断消耗电解液生成固体电解质膜(SEI).因此纯硅负极锂离子电池容量损失快且循环性能弱.目前通过改进硅基负极材料的结构和化学组成和进行表面碳包覆等可以在较大程度上缓解体积膨胀问题,提高材料的循环稳定性.文章对硅基材料的最新研究进展进行了综述分析,并对未来硅基负极材料的发展方向进行了展望.