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。     

冷喷涂制备纯硅负极结合特性对电极性能的影响

目的 提高冷喷涂制备锂离子电池硅(Si)基负极的电化学性能,探究冷喷涂制备硅基负极结合特性对电极性能的影响。方法 通过涂覆和冷喷涂制备硅基负极,利用剥离强度试验测试活性材料与集流体的结合强度。通过扫描电镜表征充放电前后电极表面及断面形貌,分析2种电极的结构稳定性。通过观察单颗粒子沉积形貌,研究硅颗粒的沉积特性。采用恒流充放电、循环伏安法、交流阻抗法分别研究电极的循环性能和动力学特性。结果 在相同剥离条件下,Si–喷涂样品结合强度高,且剥离现象出现较晚,Si–喷涂样品的平均载荷为2.04 N,大于Si–涂覆样品的平均载荷(1.51 N)。Si–涂覆电极材料与集流体的贴合度较差,铜箔与涂层以及涂层材料内部均存在大量的孔隙结构,Si–喷涂电极活性材料均匀沉积于铜箔表面簇状的缝隙中,涂层较薄,未能覆盖簇状凸起。硅颗粒无法连续沉积形成较厚的涂层,仅以嵌入的方式沉积于铜箔表面。Si–涂覆电极循环200次后,容量仅剩51 mAh/g,而Si–喷涂电极循环200次后,容量高达240 mAh/g。Si–喷涂电极的Rct比Si–涂覆小,说明Si–喷涂电极的嵌入式结构利于电荷的转移。Si–涂覆电极的锂离子扩...     

球磨法制备Si@Cu复合材料相演变及循环性能研究

为缓解硅基负极的体积效应以改善其循环性能，采用球磨法制备了具有包覆形貌的铜硅复合粉末作为电极材料。结果表明：增加铜组分的比例和铜粉的粒度有利于形成包覆结构和Cu-Si合金，5种不同粒度的磨球混合球磨时磨球和粉末温度最高。将不同球磨时间样品的X射线衍射(XRD)谱图进行定量分析，1h就有少量的Cu₃Si和Cu₁₅Si₄生成，球磨时间增加，Cu₃Si和Cu₁₅Si₄含量不断增多，Cu和Si单质相应减少，球磨8h后，各相含量变化不大，趋于稳定。电化学性能测试表明，相比纯Si电极，Cu_100-xSi_x电极具有优良的循环性能，但随着铜含量的增加，反应动力学减慢。