高容量锂离子电池硅基负极材料的研究现状与发展北大核心

硅基材料因具有高比容量的特点成为新一代高容量锂离子电池的负极材料,但其在锂离子脱嵌锂过程中存在严重的体积效应,降低了电池的循环稳定性和初始库伦效率,从而限制了其商业化应用。本文综述了近几年来锂离子电池硅基负极材料的主要改性方法和研究进展,阐述了硅基材料作为锂离子电池负极材料存在的问题,并指出其未来的发展方向。     

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.     

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。     

精制石油焦基负极材料的电化学性能研究

以精制石油焦为原料,经球磨、炭化和石墨化制备负极材料,并组装成扣式电池.考察影响电化学性能的石墨化关键性能,包括表面形貌、比表面积、粒度分布、石墨化度、元素组成等,进行充放电、循环伏安、交流阻抗测试.结果表明,首次嵌锂容量为349.2 mAh/g,首次库伦效率为78％;500次循环后,容量上升为440.6 mAh/g,...     

纳米硅碳/石墨复合负极材料的制备及其电化学性能研究

以机械球磨法和化学气相沉积法制备的纳米硅为原料,通过喷雾干燥法制备了人造石墨@纳米硅@无定形碳材料,探究不同制备工艺的纳米硅对包覆效果的影响。结果表明,气相沉积法制备的球形硅颗粒包覆效果更好,材料的电化学性能更优,在0.1C倍率下循环150周,比容量维持在678.7 mAh·g^-1。     

硅表面氧化增强硅炭复合负极材料性能研究

以球形天然石墨、硅、植物纤维为原料,使用双氧水对硅表面进行氧化处理,然后与球形天然石墨、植物纤维复合,再经1000℃氮气保护烧结处理制得锂离子电池负极材料.采用XRD分析复合材料的物相结构和组成,SEM和TEM表征材料的表面形貌和微观结构,并结合XPS对材料进行了元素组成和硅的化合价态分析,探究硅的表面氧化程度和效果....     

高容量硅基负极材料及其厚膜成型技术和性能

为了缓解硅基负极材料的体积膨胀并改善其电化学性能,以Mg、SiO和石墨为原料,成功制备出一种多相Si-MgO-G复合材料。探讨了不同高能球磨工艺对Mg和SiO反应程度的影响及厚膜成型技术的应用。结果表明,当高能球磨（1+5）h后,Mg和SiO原位反应生成Si-MgO产物,将反应产物与石墨混磨制备成多相Si-MgO-G复合材料。用XRD、SEM 和TEM等手段对制得材料的结构、形貌和成分进行分析,证实了复合材料是由Si、MgO和石墨组成,其中Si(220)//MgO(200)之间存在晶面共格关系。用CV和EIS等对捏合开炼厚膜技术制得负极极片进行电化学性能分析,结果表明,捏合开炼工艺制备的厚膜极片的厚度、载量和面积比容量分别约为薄膜极片的7.4倍、6.0倍和6.2倍。采用简单、绿色和可规模化生产的厚电极制备技术,可提高锂离子电池的面积比容量。     

硅基发光材料进展

硅基发光材料是近年来一个生机勃勃的研究领域。本文对多孔硅、硅基介孔材料的微观结构、光致发光谱、发光机理等进 行了简要的综述,并对未来的发展进行展望。     

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。     

利用硅做负极材料的锂离子充电电池

东芝开发出下一代锂离子充电电池用材料．并在电气化学国际学会“ECS 2004 Joint International Meeting”上发表。锂离子充电电池的负极材料除以往的graphite carbon外还使用了硅。通过使用硅来提高能源密度。     

钠离子电池碳基负极材料研究进展

钠离子电池由于其资源丰富和原材料成本低的特点,成为锂离子电池潜在的替代产品。然而,同高倍率、高循环稳定性的钠离子电池正极材料相比,负极材料的开发相对滞后,这限制了钠离子电池的商业化运行。碳基负极材料具有资源丰富、导电性能好、循环性能稳定、无毒等优势,受到了研究人员和产业界的广泛关注。针对不同种类的碳基材料展开论述,讨论了影响碳基负极材料储钠性能的关键因素和储钠性能的优化策略,并对该领域最新的研究进展和所面临的挑战进行了展望。     

高容量硅基负极材料及其厚膜成型技术和性能

为了缓解硅基负极材料的体积膨胀并改善其电化学性能,以Mg、SiO和石墨(G)为原料,成功制备出一种多相Si-MgO-G复合材料。探讨了不同高能球磨工艺对Mg和SiO反应程度的影响及厚膜成型技术的应用。结果表明,当高能球磨(1+5)h后,Mg和SiO原位反应生成Si-MgO产物,将反应产物与石墨混磨制备成多相Si-MgO-G复合材料。用XRD、SEM和TEM等手段对制得材料的结构、形貌和成分进行分析,证实了复合材料是由Si、MgO和石墨组成,其中Si(220)//MgO(200)之间存在晶面共格关系。用CV和EIS等对捏合开炼厚膜技术制得负极极片进行电化学性能分析,结果表明,捏合开炼工艺制备的厚膜极片的厚度、活性物质载量和首圈面积比容量分别约为薄膜极片的7.4倍、6.0倍和6.2倍。简单、绿色的厚电极制备技术可提高锂离子电池的面积比容量。     

锂离子电池用硅-石墨/炭复合负极材料的电化学性能研究（英文）

以纳米硅、石墨和马铃薯淀粉为原料制备硅-石墨/炭复合负极材料,探讨复合材料的制备工艺对其电化学性能的影响,并采用扫描电镜和X-射线衍射法对材料的颗粒形貌和微晶结构进行表征。研究表明:当复合材料中m(Si)/m(graphite)为1∶4,球磨时间为10 h时,复合材料经20次循环后其可逆容量仍为466 mA·h/g,显示出良好的电化学性能,进一步分析表明纳米硅和石墨均对复合材料的可逆容量做出贡献,而且复合材料中含量较高的石墨的颗粒形貌和微晶结构对其电化学性能起关键性作用。     

锂离子电池硅负极材料储锂前后的ESR研究

本文采用电子自旋共振(ESR)来研究硅材料作为锂离子电池负极材料的机理。组装了以硅为负极材料,金属锂为正极材料的模拟电池,充电至不同的储锂状态后,测试了负极的ESR谱,并和储锂之前的硅材料的ESR谱进行比较,有助于从能带理论的角度认识硅负极储锂的机理。     

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。     

锂离子电池硅基复合负极制备方法

硅（Si）被视为取代现有商业化石墨负极极具潜力的材料之一,然而硅基材料在充放电过程中巨大的体积变化严重影响电池的电化学性能和使用寿命,因此如何有效克服体积效应以提高其电化学性能成为亟待解决的问题。本文围绕硅基复合负极制备过程,从物理方法、化学方法、多种方法结合三个方面综述了目前在硅基负极改性方面的最新进展,重点对不同的制备方法及过程进行了简介、分类、比较和分析,总结了其优缺点,指出多种方法结合制备硅基复合负极最具优势。最后对未来高性能硅基复合负极的研究和开发进行了展望,以期为硅基负极性能优化及探索新型制备方法提供借鉴。     

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。