锂离子电池硅基负极材料的研究进展

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第2 4卷第 2期 20 0 7年 5月

新疆大学学报 (自然科学版 ) J u n lo nin ie st Nau a ce c iin) o r a fXij g Unv ri a y( t r l in eEdt S o

v0 . 4 1 2,No 2 . Ma y.20 07

锂离子电池硅基负极材料的研究进展 亢健荣，曹远翔 (疆天富热电股份公司化工项目部，疆石河子 8 2 0 )新新 3 0 0

摘

要：基材料是新一代高容量锂离子蓄电池负极材料的典型代表，年来已成为理论研究和应用研究的热硅近

点 .文介绍了锂离子电池硅基负极材料的制备方法、化学性能及其研究现状，析了硅材料作为锂离子电池本电分

负极材料存在的问题；论了硅材料作为锂离子电池负极材料的研究前景 .指出若能克服目前存在问题，有讨并将望成为新~代锂离子电池负极材料 . 关键词：离子电池；硅基负极材料锂中图分类号： TM9 1 1文献标识码： A文章编号：10—8 9 20 )20 9—4 0 02 3 (0 7 0— 1 10

Th s a c o r s f S _ a e g tv l a e i l i -o t e y e Re e r h Pr g e s o i b s d Ne a i e Po e M t r a n Li i n Ba t r - - KANG in r n Ja—o g,CAO a— in Yu n xa g ( e a t n fXij n a f h r eeti C .L d, h h z, ni n 8 2 0, hn ) D p rme t o n i g Tin u T emolcr O a c t S ie iXij g. 3 0 0 C ia a

Ab t a t i c n b s d ma e il a e b e x e sv l t d e s t e t p c l r p e e t t n o i h c p ct s r c:S l o— a e t ra s h v e n e t n i ey s u id a h y ia e r s n a i f h g a a iy i o a o e ma e i l i i i m—o a t re . Th r p r t n p o e s s ee t o h mia e f r n e a d r c n n d t ra s n l h u in b te is t e p e a a i r c s e, lc r c e c

l p r o ma c n e e t o d v l p n fsl o— a e n d t ras h v e n r v e d i h s p p r e e o me to i c n b s d a o e ma e i l a e b e e i we n t i a e .Th r b e n r s e t o i e p o l msa d p o p c sf r

t i t ra s we e lo d s u s d Th n w h s ma e il r as ic s e . e e ma e i l o i i m—o b t e i s t ra f r l h u in a t r wo l b r m ii g i s me t e u d e p o sn f o p o lms c n b o v d r b e a e s le . Ke r s ih u i n b t e y;sl o a e n d t r l y wo d:l i m— a t r t o i c n b s d a o e ma e i i a

0引言 当今社会，信息、源和新材料在全球范围内成为重要的发展方向和支柱产业 .能在社会不断进步的同 时，能源和环境问题己成为可持续发展的关键.随着全球逐渐减少的不可再生能源和日益严峻的环境问伴题，新能源的开发和应用刻不容缓.学电源具有能量转换效率高、化能量密度高、噪声污染、无可随意组合、

随意移动等特点.离子电池是目前比能量最高的一种便携式化学电源，锂它具有电压高、比能量大、电电放压平稳、温性能好、低安全性能优以及贮存和工作寿命长等优点 .随着电子和信息产业的快速发展，动通移讯、数字处理机、携式计算机得到了广泛应用，间技术的发展和国防装备的需求以及电动汽车的研制便空和开发对化学电源特别是高能二次电池的需求迅速增长，锂离子电池的研究与应用也越来越得到重视 . 当前，业化的锂离子电池普遍采用石墨类炭材料作为负极材料，商但存在比容量低 (论容量 3 2理 7 mAh g、/ )易发生有机溶剂共嵌入等缺点，因此近年来开发替代碳材料的新型负极材料备受瞩目n .和 ]硅

锂可形成 I l i L7 i Ll i L2 i四种相态的 I -S合金， 2 7 i iS和 iS5 iS, S, 2 i i其理论容量高达 4 O 2 OmAh g是目前所/,研究的各种

合金材料中理论容量最高的.锂嵌入硅的电压低于 0 5V,入过程中不存在溶剂分子的共嵌 .嵌入，常适用于作锂离子蓄电池的负极材料，非而最大的问题在于 I在插入中引起的体积巨大变化 ( o~ i 10 3 0 )最终导致材料内部结构的破坏，而引起材料严重的形态变化， 0,从进而影响电极材料的循环性能[ . 6 ]针对高容量硅基材料的研究也主要集中在抑制材料膨胀、改善循环性能方面. 本文主要介绍硅基锂离子电池负极材料的研究现状，论了硅基材料作为锂离子电池负极材料的存讨

在的问题及其应用前景. 收稿日期： 0 6 1一 1 2 0— 2 O作者简介：健荣 (9 0),,程师 .亢 1 6一女工

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