锂离子电池硅基复合物负极材料

锂离子电池硅基复合物负极材料
锂离子电池作为目前最先进的可充电电池之一，应用广泛，例如智能手机、电动汽车、储能系统等。

在其中，负极材料是电池性能的关键所在，因此这一领域的研究尤为重要。

当前，普遍采用的锂离子电池负极材料为石墨。

虽然石墨负极材料具有稳定可靠、成
本低廉等优点，但是它的储能密度比较低，储存的锂离子有限，随着电池的循环次数增加，其寿命会急剧下降。

因此，研究和开发新型的锂离子电池负极材料是至关重要的。

近年来，硅基复合物负极材料成为研究热点之一。

由于硅的原子半径比碳大，硅基物
质在储锂时能够容纳更多的锂离子，因此硅基复合物负极材料具有更高的储能密度，可以
大大提高电池的性能指标。

除此之外，硅基复合物负极材料还具有优异的电导率、导电性
能和化学活性，因此具有广阔的应用前景。

目前，硅基复合物负极材料主要有三种类型：一是单质硅负极（Si），二是硅与金属
或碳等材料的复合物负极，三是硅、碳、金属或二者的复合物负极。

其中，硅、碳复合物
负极材料在研究和实际应用中表现出了较好的性能。

因为相比其他类型的硅基复合物负极
材料，硅、碳复合物负极材料具有更高的导电性和更好的机械强度，可以更好地满足电池
的使用需求。

当前，硅、碳复合物负极材料研究方向主要有以下几个方面：一是提高其比容量和循
环寿命，二是提高其电导率，三是提高其制备工艺，减少制造成本。

在提高硅、碳复合物负极材料比容量和循环寿命方面，主要采用的方法包括空气灼烧（Air oxidation）、化学还原（Chemical reduction）、球磨方法（Ball-milling）等。

近年来，通过控制制备过程中材料的形貌、表面微结构以及化学组成等参数，可以大大提
高硅、碳复合物负极材料的比容量和循环寿命。

在提高硅、碳复合物负极材料电导率方面，主要通过碳材料的接入方式进行。

例如，
将石墨烯、碳黑、碳纳米管等碳材料添加到硅基复合物负极材料中，可以有效提高材料的
电导率。

在提高制备工艺，减少成本方面，主要采取的方法有优化反应条件及材料的制备工艺，例如热处理、溶胶-凝胶法、化学沉淀法等。