鋰離子電池正極材料硅碳復(fù)合材料的制備

鋰離子電池由于其使用壽命長、效率高等特點(diǎn)，越來越多地應(yīng)用于電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能設(shè)備以及移動(dòng)設(shè)備等大容量存儲(chǔ)設(shè)備中。

通過以下策略可以提高鋰離子電池的能量密度(Wh=kg):1)改變電極數(shù)據(jù);2)改進(jìn)鍍膜工藝;3)改進(jìn)正極和負(fù)極的填充數(shù)據(jù);4)提高負(fù)極的鋰離子吸收率。但是，備選方法2-4一般限于內(nèi)部空間和規(guī)劃的優(yōu)化，因此，正在積極進(jìn)行有關(guān)新電極數(shù)據(jù)組成的研究。

目前，最具代表性的陰極材料是石墨。由于石墨烯層的單軸取向，它表現(xiàn)出高度可逆的充放電行為，因此具有較長的循環(huán)壽命。

另外，當(dāng)石墨完全帶電時(shí)，即，鋰離子存在于層間，電極電位為0VvsLi=Li+。這表明石墨可以表現(xiàn)出與純鋰金屬類似的電勢，因此，用石墨陰極和氧化物陽極組裝電池可以獲得更高的能量。

但是，考慮到當(dāng)時(shí)對(duì)大容量電池的需求，石墨的理論容量較低(372mAh=g,837mAh=cm3)，這是石墨作為陽極材料繼續(xù)使用的關(guān)鍵障礙。因此，為了開發(fā)大容量、高性能的鋰二次電池，非碳陽極數(shù)據(jù)的開發(fā)至關(guān)重要。

在這些非碳假設(shè)中，Si是最合適的，因?yàn)樗哂?200mAh=g的高放電容量和0.4v的鋰響應(yīng)電位(vsLi=Li+)。然而，Si遇到了一個(gè)關(guān)鍵問題，即在充放電過程中體積變化劇烈，導(dǎo)致可逆性和容量敏感衰減。

人們提出了許多減少體積膨脹的方法，如金屬顆粒對(duì)鋰的納米級(jí)反應(yīng)，與鋰反應(yīng)的非均相合金的成分，以及活性=非活性金屬配合物和鋰=碳復(fù)合材料的成分。11-15號(hào))

在本研究中，我們試圖通過Si-CB的合成數(shù)據(jù)來處理硅的體膨脹問題。CB結(jié)構(gòu)是由初級(jí)粒子在不同方向的聚集形成的，在CB聚集中由于隨機(jī)上升形成了一個(gè)不同方向和空間的網(wǎng)絡(luò)。16-19)

因此，在體積膨脹的情況下，這些空間將用作包含硅的緩沖區(qū)。