硅启未来---高能量密度锂离子电池硅基负极材料领航者

简介

近年来，随着人们对便携式设备需求的日益增长以及混合动力汽车的迅猛发展，锂离子电池的能量密度面临着更高的要求。负极材料作为锂离子电池的重要组成部分，其电化学性能的提升将对锂离子电池整体的能量密度的提高起到很大的作用。而目前商用的石墨负极材料仅有372 mA·h/g的理论比容量，这无法满足人们对于高能量密度锂离子电池的追求。由于硅具有超高的理论容量(4200 mAh g-1)且储量丰富，有希望成为下一代商业锂离子电池负极材料。而硅基负极材料在循环过程中存在容量衰减过快，倍率性能差，导电能力差的问题一直没有得到大规模应用。首次提出采用硅锡复合的构想，提出晶格适配法来稳定硅负极的结构；首次提出采用改性三聚氰胺作为碳源，能使金属离子均匀分布，大大提高硅基材料的导电性。使Sn2+和三聚氰胺在纳米硅表面分布均匀通过简单的热还原法，在纳米硅表面成功包覆一层金属Sn与碳交替分布的保护层。该保护层既可以提高硅基材料的导电子和离子的能力，同时避免了硅与电解液的直接接触。得益于以上独特的结构的设计，Si/Sn/NC复合材料表现出优异的电化学性能