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納米硅粉在鋰電池負極中的應用思路韓博士

納米硅粉在與鋰合金化/去合金過程中會有較大的體積膨脹/收縮變化,從而導致活性物質粉化并且與集流體失去電接觸,影響了硅碳負極材料的循環性能 及應用,由于具有脫/嵌鋰體積變化大,循環性能不理想的缺點,之前很多年限制了其商業化應用,但是納米硅粉在電池領域所表現出來的獨特結構和優異的性能,高容量的納米負極材料可以應用于商業化鋰離子電池中。

鋰離子電池因具有較高的能量密度及較長的使用壽命等優點,而應用于許多便攜式電子器件中,例如手機、攝像相、電腦、新能源電池等。隨著鋰離子電池的應用范圍向薄膜電池、動力電池等領域擴展,對電池的能量密度和使用壽命提出了更高的要求,而現有的鋰離子電池體系已無法滿足這種日益增加的需求,目前商業化鋰離子電池體系中,石墨類負極材料的理論容量僅為372左右,納米硅基理論容量為4200左右。

韓博士淺談納米硅粉在鋰電池負極中的應用思路

上海超威納米科技有限公司韓博士認為成功把納米硅粉應用到鋰電池硅碳負極中,可以從下面三個方面著手研究與開發:①采用有導電性的高聚物彈性體或碳材料進行納米硅顆粒表面改性與包覆,來吸收硅在合金/去合金化過程中體積變化所導致的應力,維持活性物質與集流體之間的良好電接觸。②采用高導電及高機械強度的納米線或網絡結構作為納米硅顆粒的載體不但可以為納米硅顆粒提供附著點,可以作為納米硅粉的機械支撐,提供有效的電子及鋰離子轉移通道。 ③在高導電及高機械強度的納米線表面沉積納米硅層,形成核殼納米線陣列硅納米線直接生長于集流體上,膨脹應力使得納米線沿徑向膨脹而不至發生破碎,從而避免了在循環過程中電極材料的粉化、剝落

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