有效提高锂离子电池硅基负极循环性能的方案

有效提高锂离子电池硅基负极循环性能的方案

引言

 硅具有最高的理论比容量(4200 mAh g-1)和较低的脱锂电位(

 1、电极制备工艺的改进

 一般商业化的电极由活性物质、导电剂和粘结剂组成，导电剂分散在粘结剂中使其具有电子导电性，粘结剂则起到将活性物质颗粒紧密包裹的作用，避免活性物质颗粒在循环过程中粉化、松散而失去电接触。电极的循环稳定性不仅与活性物质有关，而且受到粘结剂性质(强度、弹性、粘附性等)与分布状态的很大影响。

 除了硅材料本身的体积效应和内部颗粒之间的电接触状态外，硅材料与集流体之间的接触状态对于负极的循环稳定性也有很大影响。改善硅材料与集流体之间电接触状态主要有两种途径：

 一是提高粘结剂的性能。传统的聚偏氟乙烯(PVDF)粘结剂易吸收电解液而发生溶胀，导致粘结性能下降。一方面，探索新型的高性能粘结剂，如采用1%丁苯橡胶(SBR)/1%羧甲基纤维素钠(SCMC)作为粘结剂制备碳包覆硅负极，其循环性能优于使用10%PVDF粘结剂的电极，这是由于SBR+SCMC 具有更大的延伸率和粘附力。另一方面，研究对传统的PVDF粘结剂进行改性以提高它的强度、弹性和粘性，起到抑制活性材料的体积变化，增强硅颗