纯硅负极材料

《纯硅负极材料》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划纯硅负极材料　　硅在锂离子负极材料应用说明　　☆应用背景　　目前商业化锂离子电池负极材料采用的是石墨类碳材料，但其理论比容量只有372mAh／g，因而限制了锂离子电池比能量的进一步提高，不能满足日益发展的高能量便携式移动电源的需求并且碳材料存在充放电容量低，高倍率充放电性能差，在电解质中稳定性较差等问题，因而锂离子电池纳米电极材料则成为国际研究热点。欧盟在第六框架内启动了Alistore计划，研究锂离子电池的纳米材料。美国、日本也高度重试纳米电极材料研究项目，

2、而纳米硅负极材料的研究，一直受到广泛的关注。XX年11月，在日本召开的第50届日本电池会上，负极材料的研究方向已开始向硅材料倾斜，而日本松下也在近期宣布，XX年将量产硅负极高能量锂离子电池，将锂离子电池能量密度提高到260Wh/kg。　　因此，开发高能量密度二次电池对信息、交通、能源、国防等许多领域的发展有重要的战略意义。　　☆应用方向　　※纳米硅作锂离子负极材料目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的

3、业务技能及个人素质的培训计划　　用纳米Si、碳黑、PVDF按重量百分比为40：40：20制得复合负极，其工作电压比较平稳，第10周的可逆容量仍保持在1700mAh／g，是碳材料的5倍，循环性远远优于普通硅，将充放电电流密度增大8倍后，循环性基本不受影响，表明了这种纳米复合电极优异的高倍率充放电性能。　　作用机理：常温下锂离子的嵌脱会破坏硅的晶体结构，生成亚稳态的锂和硅的化合物，导致电池循环性能下降。而纳米级的硅在脱嵌锂过程中体积变化绝对值很小，能减缓材料的结构破坏。但是纳米材料容易团聚，团聚后的颗粒有可能失去电接触而失效。　　※硅/石墨复合物负极材料　　硅及含硅材料作为

4、锂离子电池负极材料具有很高的比容量，机械球磨法制备的石墨+纳米硅复合物被用作锂离子电池负极材料，该复合材料体现了硅储锂量高及石墨循环性能良好、体积效应小的特点。最佳的硅/石墨质量比为1：9，硅/石墨复合材料循环性能相对纯硅电极有很大改善且具有高于石墨的可逆容量，有望代替石墨成为新一代锂离子电池负极材料。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　作用机理：①球磨过程使硅均匀地

5、分散在有弹性且体积效应小的石墨基体中，从而在锂插入和脱插时，电极的体积会发生连续的变化，这样就会有效地防止硅电极由于机械破坏而引起的活性体失活。但是，当硅含量增加到40﹪时，石墨不能将硅很好的分散，部分硅发生了团聚。由于球磨法得到的材料颗粒细小，比表面积大，从而有机电解液的不可逆还原反应引起的不可逆容量损失很大。　　②在循环性能上复合物相对于纯硅也有较大改善。这种改善主要应来自于复合物中石墨的作用。在复合物中，石墨首先作为易延展的惰性基质缓冲了活性成分的体积变化，防止了合金粒子的团聚；其次由于石墨具有良好的导电性，保证了硅与硅之间的电接触，从而使整个电极不会产生较大的电

6、阻，进而改善了循环性能。　　※氧化硅负极材料　　，SiO，等几种硅的氧化物均可作为锂离子电池负极材料。随着氧化物中氧含量的增加，电池比容量降低，但是循环性能提高；氧化物颗粒减小到30nm以下，在电池充放电过程中会产生团聚，循环性能降低。Miyachi等采用蒸汽沉积法在铜箔上制备SiO负极，并运用xPS分析了电极在沉积后、充电后和放电后3个不同阶段SiO的化合价状态。结果显示，在充满电的状态下，约有60％硅形成硅酸锂保持氧化态，其体积变化仅为硅/锂合金的一半。因此对电极的体积变化起到缓冲作用，提高了电极的循环性能。　　作用机理：由于Li与氧生成不可逆相Li2O，而Li2O

7、为惰性相，增加了材料的首次不可逆容量，但减缓了材料的体积变化，使循环性能得到提高。　　※掺杂Cu的Si／C复合负极材料目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　Cu对锂呈惰性，掺杂Cu后的Si／C复合负极材料的容量没有明显变化，但是荷电保持能力由50％提高到90％，循环性能显著提高。同时材料中部分Si生成Cu3Si化合物，提高了活性物质的强度