锂离子电池硅基负极材料研究进展

硅材料由于其高容量和地壳中的高储量,成为近年来的研究热门。但硅材料的商业化还存在一些问题,主要是由于硅材料的体积效应导致的循环性能差和较低的电导率。本文综述了近年来对硅材料改性的一些方法,如：硅材料纳米化、碳包覆、合金化、预锂化,及与硅材料相匹配的粘结剂和电解液添加剂的研究等,并对硅材料的研究现状进行了总结和展望。     

锂离子电池硅基负极材料研究进展

在高能量密度锂离子电池开发中,应用最关键的是硅基负极材料。而硅基负极的实际应用受到首效低,导电率低,充放电时体积变化很大,造成循环寿命很短的限制。科研人员为此进行了大量的硅基负极材料的改性。本文从硅基负极材料的改性方法、补锂技术、导电剂、粘结剂和电解液添加剂这五个方面的研究进展进行了概述,为硅基负极的商业化应用开发提供了研究方向。     

锂离子电池硅负极材料粉化问题研究进展

硅作为锂离子电池的负极材料由于其很高的理论比容量（4212 mA·h·g^-1）而备受关注。硅材料的研究集中在解决充放电中体积胀缩所引起的粉化问题。通过调研近年来硅负极材料粉化问题研究进展,对比了各种方法的优劣和思路,在此基础上进行了简单的评述。     

锂离子电池硅基阳极预锂化研究进展

硅基阳极材料具有超高的理论比容量,是替代石墨类材料、提高锂离子电池能量密度的有效途径。但与石墨类材料相比,硅基阳极材料在首次嵌锂过程中,会大量消耗来自正极的锂离子,造成活性锂损失,形成较大的初始不可逆容量,影响材料的首次库伦效率,严重降低了锂离子电池的能量密度。预锂化技术,通过使电极材料接触额外的锂源,可以补偿锂离子电池在首次循环过程中造成的活性锂损失,是目前提高锂离子电池首次库伦效率的最有效手段,可使锂离子电池获得更高的能量密度和更好的循环性能。对当前主要的预锂化手段进行了概述,总结了各种预锂化技术的优缺点,并提出预锂化技术未来面临的挑战,为预锂化策略的实际性应用提供方向。     

锂离子电池硅基负极材料的研究进展

硅具有最高的理论比容量、丰富的地壳储量和较低的电压平台,被认为是最有潜力的下一代锂离子电池负极材料,但其在脱嵌锂过程中巨大的体积膨胀及导电性能差都严重影响其性能表现。本文着重聚焦了通过结构设计和复合化这两大方面来改善硅基负极材料性能的一些方案和解决思路,概述了硅基负极材料近年来的研究进展,并对其研究现状进行总结及展望。     

锂离子电池硅氧负极预锂化研究进展

硅氧负极材料(SiO_x)比容量是石墨的近4倍,被视为最有前景全面商用的下一代锂离子电池负极材料,但首次Goulombic效率(ICE)偏低这一问题长期困扰着Si O_x的应用。预锂化能使Si O_x的ICE上升,提高锂离子电池系统能量密度,为Si O_x全面应用铺平道路。本综述概述了近年来Si O_x负极预锂化的应用及研究进展,按照技术特点分类介绍了预锂化技术的最新研究进展,并列举了其中的典型方案与效果,重点讨论其反应机理、面临的挑战及潜在解决方案等,还对未来预锂化技术的发展进行了展望,供后续的研究与工业化参考借鉴。     

锂离子电池用硅负极材料的改性

采用以葡萄糖为还原剂的银镜反应体系,对硅粉进行表面改性。对不同硅银质量比的硅银复合材料进行物相和形貌分析,并将其作为锂离子电池负极材料进行充放电测试。结果表明,硅粉表面包覆了一层均匀致密的银颗粒,在一定程度上抑制了硅在脱嵌锂时的体积膨胀,改善了电极的循环性能。硅银复合材料作为负极的锂离子电池首次放电比容量达1840mAh/g,30次循环后逐渐降至533mAh/g。     

锂离子电池用硅基复合材料的研究进展

锂离子电池硅负极材料具有很高的理论比容量(4200 m Ah/g),但其在充放电过程中巨大的体积变化导致循环性能很差,同时较低的电导率也限制了硅在锂离子电池中的应用前景。将硅与其它材料进行复合是改善硅基负极材料循环稳定性、提高其倍率性能的主要途径。文章综述了近年来硅基复合材料的研究进展,以期为硅基复合材料的研究提供参考。     

锂离子电池多孔硅基复合负极材料的研究进展

概述了多孔硅基负极材料在锂离子电池中的应用,重点介绍了材料结构和复合方式对其电化学性能的影响;分析了导致其循环性能降低的主要原因,指出控制电池循环过程中硅基材料体积变化、抑制SEI膜的增加是改善硅基负极材料循环性能的重要途径. 对多孔硅基复合负极材料的研究进行了展望,提出在纳米化和复合化的基础上,设计特殊孔道结构、制备多孔的硅/碳复合材料是推进硅基负极材料应用的重要研究方向.     

硅基负极材料预锂化研究进展和工业化趋势

综述了锂离子硅基负极材料在循环中所面临的问题及补锂技术的重要性,同时阐述了预锂化技术的概念、机理、分类和研究进展。预锂化技术分类包括化学预锂化法、电化学预锂化法、添加剂预锂化法等,分别比较了各种方法的优缺点和未来硅基负极预锂化技术产业化的挑战。     

锂离子电池硅碳复合负极材料结构设计与研究进展

综述了锂离子电池(LIBs)中使用的硅/碳(Si/C)复合负极材料的最新研究进展,从结构设计原理、材料合成方法、形态特征和电化学性能方面进行了总结,并分析了各种结构设计对改善性能的作用机理。讨论并提出了合理的Si/C负极材料结构设计以实现商业化的其余挑战和前景。     

锂离子电池硅碳复合负极材料结构设计与研究进展

综述了锂离子电池(LIBs)中使用的硅/碳(Si/C)复合负极材料的最新研究进展,从结构设计原理、材料合成方法、形态特征和电化学性能方面进行了总结,并分析了各种结构设计对改善性能的作用机理。讨论并提出了合理的Si/C负极材料结构设计以实现商业化的其余挑战和前景。     

锂离子电池硅/碳复合负极材料的研究进展

负极材料是制约锂离子电池发展的重要因素之一.硅/碳复合材料储锂容量高、循环稳定性好,是目前制备新型锂离子电池负极材料的研究热点.介绍了硅/碳复合材料的不同制备方法和复合结构以及优良的电化学性能,综述了硅/碳复合材料的研究进展,并对未来的发展方向进行了展望.     

锂离子电池二硫化钼基负极材料研究进展

锂离子电池以其便携、无记忆效应、循环寿命长等特点广泛应用于移动电子设备、电动汽车等领域。负极材料的改进是制备新型高性能锂离子电池的重要环节。具有类石墨烯结构的二硫化钼是极具发展潜力的锂离子电池用负极材料。但纯二硫化钼导电性差、充放电过程中体积膨胀率高,导致其可逆容量低、容量保持率差。复合化与纳米化是解决上述问题的有效途径。综述了近年来用于锂离子电池负极材料的二硫化钼基复合材料研究进展,重点介绍了二硫化钼/碳和二硫化钼/过渡金属化合物体系的形貌特征、比容量、循环稳定性等,并对二硫化钼基负极材料的发展趋势进行了展望。     

锂离子电池硅基负极材料用CMC胶粘剂研究进展

简单介绍了国内外锂(Li)离子电池硅(Si)基负极材料的研究进展,指出了有机溶剂型油性聚偏氟乙烯(PVDF)胶粘剂在Li离子电池应用中存在的问题,并分析了CMC(羧甲基纤维素)胶粘剂在Li离子电池Si基负极材料中的应用现状,另外还探讨了Li离子Si基负极材料用CMC胶粘剂的作用机制。最后就CMC胶粘剂对Si基负极材料性能的提升进行了展望。     

锂离子电池硅基负极功能型黏结剂研究进展

在锂离子电池负极材料中，硅材料因具有较高的理论比容量被认为是最有前景的高容量负极材料之一。黏结剂是锂离子电池的重要组成部分，其性能的优劣会直接影响电极的容量和循环性能。然而，常用的黏结剂功能较为单一，在一定程度上并不能满足高能量密度电池的要求。因此，黏结剂的功能化改性是提高电极容量、长循环和安全性能等的重要手段。该文综述了锂离子电池功能型黏结剂的最新研究进展，主要介绍了自愈合型黏结剂、导电型黏结剂以及阻燃型黏结剂，展望了硅基负极黏结剂的发展方向。     

锂离子电池硅基负极水溶型粘结剂研究进展

锂离子电池粘结剂分类及发展方向出发,介绍了锂离子电池硅基负极水溶型粘结剂,包括羧甲基纤维素类粘结剂、聚丙烯酸(酯)类粘结剂、聚乙烯醇类粘结剂、海藻酸钠粘结剂、水性聚氨酯类粘结剂;讨论了水溶性粘结剂在高能量密度锂离子电池中的应用;分析了各种锂离子电池硅基负极粘结剂的优缺点。各种粘结剂能够满足电池一定的性能需求,但综合性能并不完美。认为分子设计是改善粘结剂综合性能的有效途径,通过分子接枝、改性、聚合物共混和3D多孔支架构建是解决粘结剂各种问题的有效途径。     

Si基锂离子电池负极材料研究进展

硅具有高的理论比容量、较低的嵌锂电位、来源广泛且环境友好等优点,被认为是下一代锂离子电池负极材料的有力竞争者。然而,在锂离子脱嵌过程中巨大的体积膨胀引起了活性材料的粉化和破裂,这带来了电极循环性能差、容量衰减快甚至电极失效等一系列问题。迄今为止,有大量关于改性硅基材料的报道。本文将重点介绍硅基材料的纳米结构化设计和硅/碳材料的结合。首先,分析了硅的储锂及失效机制,从机理上理解硅的失效对其电化学性能的影响。其次,从理论上阐述了纳米级硅材料对缓解体积效应的机理,从结构设计、材料合成、形态特征和电化学性能等方面论证了纳米硅材料的优势。随后,从缓解体积膨胀、提高电导率和形成稳定的固体电解质（SEI）膜等方面总结了硅碳复合材料的研究进展。此外,还讨论了将导电聚合物和金属引入硅基材料的电化学性能增强机理。最后,从提高首次库仑效率、SEI膜稳定性和质量负载量等方面对硅基材料的产业化应用提出几点建议。     

锂离子电池硅负极粘结材料的研究进展

硅基负极材料因具有较高的理论比容量 4200 mAh/g，已成为国内外新能源锂离子电池负极材料领域研究热点课题。然而，由于硅基材料体积膨胀率高达400%，经多次充放电循环后，硅颗粒会发生破裂和粉化使其在电极基体上易脱落，从而导致电池容量衰减快、寿命短的技术缺陷。为缓解硅颗粒巨大体积变化产生的应力以及维持电极完整性，国内外科学研究者们从电池组成上出发，对活性材料、导电剂、粘结剂、电解液等进行系统研究，其中对聚合物粘结剂改性是一种实现其高寿命、抗衰减的有效手段之一。基于锂离子硅基负极材料优异特性及粘结材料的研究现状，综述了硅基负极组成、结构、性能、作用原理、分子间作用机制以及负极粘结剂的分子结构设计，探讨其对硅基锂离子电池电化学性能的影响规律，为锂离子电池硅基负极粘结材料的应用与开发提供理论和实践指导。     

锂离子电池锡基负极材料的研究进展

锡基负极材料与碳负极材料相比,具有容量密度高,安全性好等优点,成为动力锂离子电池用新型负极材料研究的热点之一。本文综述了近年来国内外针对锡基材料首次不可逆容量高、循环性能差等问题所进行的改性研究,分别从材料的制备方法、组成结构及电化学性能等方面进行比较分析,并对锡基负极材料的进一步研究、发展应用予以展望。