锂离子电池硅碳复合负极材料的研究进展

锂离子电池发展至今,因其优异的性能,已成为新能源领域发展中的宠儿,大容量高倍率特性是目前该电池最重要的研究方向。具有高比容量和较低电压平台的硅成功的吸引了人们的眼球,有望成为下一代锂离子电池的主要负极材料。根据近十多年来锂离子电池硅碳复合负极材料的研究成果,本文讨论了硅碳复合材料的制备方法,综述了国内外该材料的研究进展,系统地总结了目前硅碳材料改性的优势和不足,建议了今后应努力的方向和硅碳负极材料发展趋势。     

锂离子电池硅碳负极材料研究进展

硅基材料作为锂离子电池负极具有容量高、来源广泛以及环境友好等优势,有望替代目前应用广泛的石墨负极成为下一代锂离子电池的主要负极材料。硅和碳复合构成的锂离子电池复合负极,不但解决了充放电过程中硅体积效应大和碳容量低的问题,而且综合了碳循环性好和硅容量高的特点。从材料选择、结构设计以及电极优化方面简要介绍了硅/碳复合材料的最新研究进展,并对硅碳复合负极未来发展方向进行了展望。     

包覆结构硅碳复合锂离子电池负极材料研究进展

锂离子电池中新型的硅基负极因其具有高理论容量、无污染、储量丰富等特点，被认为是取代石墨的新一代负极材料。但是硅在循环过程中存在体积变化大、电导率低及固体电解质膜不稳定等问题。为提高材料循环稳定性及导电性，先通过对硅基材料的储锂机制了解，再详细地介绍了不同的结构设计，如核壳结构、夹层结构及嵌入结构，这些结构设计可有效地改善材料在充放电过程体积膨胀效应，显著提高硅基材料电化学稳定性，并对硅碳负极材料和结构的发展趋势进行了简单展望。     

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.     

稻壳基硅碳锂离子电池负极材料制备研究

以生物基质稻壳为原料，氯化锌为活化剂，采用简单的浸渍、炭化工艺成功制备了Si/C复合材料。系统地研究活化剂物质的量配比、炭化温度等工艺参数对炭化产物结构和电化学性能影响，并通过XRD、BET等对产物进行表征分析。结果表明：在炭化600℃和稻壳与氯化锌的配比为1∶2的条件下制备出产品结构和电化学性能最优，首次可逆充放电比容量可达711 m Ah/g。产物含有大量微孔，孔径较大，有利于锂离子嵌入和嵌出。     

锂离子电池硅碳负极材料的最新研究进展

针对近年来研究的硅基材料、硅碳复合材料以及影响硅碳负极材料性能的其他因素进行了总结,并对未来的研究趋势进行展望。     

硅碳复合材料作为锂离子电池负极材料研究进展

硅碳复合材料具有高理论比容量和稳定的循环性能等优势,成为有望替代传统石墨负极的新型负极材料。近年来,人们对于硅碳复合材料的研究已经取得巨大进展,不同的碳基质材料以及制备方法都会对其性能产生重要影响,因此本文主要从碳基质材料的种类及其制备方法来讨论硅碳复合材料的研究现状。     

锂离子电池硅/石墨烯负极材料的电化学性能

采用高能球磨法制备了纳米硅/石墨烯(Si@G)复合锂离子电池负极材料,并研究了高能球磨时间对Si@G复合材料成分和电化学性能的影响。X射线衍射分析结果表明:球磨40 min后,产物中出现少量电化学惰性的碳化硅。球磨20 min的Si@G复合材料具有最高的首次放电比容量(3 418 mA?h/g)和首次Coulomb效率(89%),但其充放电循环稳定性较差,放电比容量在33次充放电后即衰减为首次的80%。而球磨40 min的Si@G复合材料,充放电84次后,其容量保持率仍为80%。表明没有储锂容量的杂质相SiC虽然导致Si@G负极材料的首次充放电比容量下降,但有利于提高充放电循环稳定性。     

锂离子电池硅基负极材料

论述了锂离子电池电化学过程的基本机理,同时明确了负极材料应具备的电化学特征,并介绍了硅基负极材料在近十年的研究进展。在列举了几种不同类型的硅基复合材料的基础之上,对该类材料的研究进展作了展望。     

锂离子电池碳负极材料研究概述

摘锂离子电池由于具有高能量密度、长循环寿命等优点,被广泛应用于电动汽车、储能、便携式电子产品等领域。电极材料是制约锂离子电池发展的关键。碳材料因为容量高、放电平台低、来源广泛等优点成为目前商业化锂离子电池负极材料的主流,主要包括石墨、无定形碳。文章总结了锂离子电池碳负极材料的发展历史,重点对石墨、无定型碳的储锂机理进行了分析。     

锂离子电池负极材料石墨烯复合氧化铋的电化学性能研究

通过水热法制备Bi_2O_3-rGO复合物作为高性能锂离子电池负极材料。Bi_2O_3颗粒均匀分布在石墨烯片层中,形成网络结构。Bi_2O_3-rGO复合物负极材料表现出了优异的电化学性能,在100 m A/g的电流密度下,首次放电比容量为1 438.6 m A·h/g,循环100次后容量为312.1 m A·h/g,高于未包覆的Bi_2O_3粉末(首次放电比容量为1 709.6 m A·h/g,循环100次后容量为47 m A·h/g),且在800 m A/g的电流密度下,容量仍有239.1 m A·h/g。Bi_2O_3-rGO复合物优异的电化学性能主要归因于高的电子导电率、大的比表面积及低程度的结构坍塌。     

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.     

化学复合镀制备锂离子电池硅薄膜负极材料

在铜箔上分别采用Cu-Si和Ni-Si化学复合镀制备锂离子电池硅薄膜负极材料,并对其结构与性能进行了研究。经X-射线衍射分析测试证明,Si粉不能与Cu共同沉积在铜箔上。经X-射线光电子能谱分析和扫描电子显微分析表明,Ni-Si化学复合镀能形成较好的复合物薄膜,且通过研究Ni-Si复合物薄膜的电化学性能表明,Ni-Si化学复合镀材料的首次充放电库仑效率高达87%,首次充放电后容量衰减仅为1%左右,电化学性能较为理想。     

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。     

锂离子电池硅碳负极材料的制备及电化学性能研究

以稻壳为硅源,通过镁热还原法制备得到硅粉。以制备的硅粉为基础,通过分散、煅烧的方法制备了锂离子电池硅/石墨、硅/无定形碳、硅/石墨/无定形碳、硅/石墨/碳纳米管/无定形碳负极材料,并评价其电化学性能。实验制备的硅/石墨/碳纳米管/无定形碳负极材料具有较优异的电化学性能。该材料硅质量分数为20%时[m(石墨)∶m(无定形碳)=1∶1,碳纳米管质量分数为1%],R_(ct)值为109Ω,在200 m A/g电流密度下首次放电比容量为785.5 m Ah/g,充放电20次后比容量为645.4 m Ah/g,其容量保持率为83.65%。     

锂离子电池用碳负极材料综述

本文对主流碳负极材料进行了综述,从结构特征、电化学性能和应用范围等方面对其进行了分析,对比了主要碳负极材料的优缺点;简述了碳负极材料的主要改性方法及其研究进展,并指出了石墨改性的发展方向;概述了国内外负极材料的产业化进程,对未来商业化负极材料进行了展望。     

锂离子电池硅碳复合电极材料的研究进展

硅基材料具有超高的理论比容量,作为新一代储能材料被广泛的研究,但硅基材料电导率差、体积膨胀等问题也十分明显。近年来对硅基锂离子电池电极材料的研究十分火热,通过硅基材料复合碳材料来增强电极材料的导电性,同时特殊形貌的碳材料对硅基材料的体积膨胀也起到了一定的限制作用,从而制备出高比容量的锂离子电池,本文综述了近3年锂离子电池硅碳复合电极材料的主要研究进展。