锂离子电池正极材料硅碳复合材料的制备

锂离子电池正极材料硅碳复合材料的制备

锂离子电池由于其使用寿命长、效率高等特点，越来越多地应用于电动汽车、储能设备以及移动设备等大容量存储设备中。

通过以下策略可以提高锂离子电池的能量密度(Wh=kg):1)改变电极数据;2)改进镀膜工艺;3)改进正极和负极的填充数据;4)提高负极的锂离子吸收率。但是，备选方法2-4一般限于内部空间和规划的优化，因此，正在积极进行有关新电极数据组成的研究。

目前，最具代表性的阴极材料是石墨。由于石墨烯层的单轴取向，它表现出高度可逆的充放电行为，因此具有较长的循环寿命。

另外，当石墨完全带电时，即，锂离子存在于层间，电极电位为0VvsLi=Li+。这表明石墨可以表现出与纯锂金属类似的电势，因此，用石墨阴极和氧化物阳极组装电池可以获得更高的能量。

但是，考虑到当时对大容量电池的需求，石墨的理论容量较低(372mAh=g,837mAh=cm3)，这是石墨作为阳极材料继续使用的关键障碍。因此，为了开发大容量、高性能的锂二次电池，非碳阳极数据的开发至关重要。

在这些非碳假设中，Si是最合适的，因为它具有4200mAh=g的高放电容量和0.4v的锂响应电位(vsLi=Li+)。然而，Si遇到了一个关键问题，即在充放电过程中体积变化剧烈，导致可逆性和容量敏感衰减。

人们提出了许多减少体积膨胀的方法，如金属颗粒对锂的纳米级反应，与锂反应的非均相合金的成分，以及活性=非活性金属配合物和锂=碳复合材料的成分。11-15号)

在本研究中，我们试图通过Si-CB的合成数据来处理硅的体膨胀问题。CB结构是由初级粒子在不同方向的聚集形成的，在CB聚集中由于随机上升形成了一个不同方向和空间的网络。16-19)

因此，在体积膨胀的情况下，这些空间将用作包含硅的缓冲区。