煤化所鋰電硅碳負極材料研發進展

發布時間 | 2020-04-02 08:45 分類 | 行業要聞點擊量 | 2689

石墨

導讀：中國科學院山西煤炭化學研究所通過對碳基及硅基負極材料進行結構設計，有效構筑了一系列電極材料，實現了材料比容量、循環穩定性和倍率性能的顯著提升。

近年來，中國科學院山西煤炭化學研究所研究員宋燕及其帶領的科研團隊，通過對碳基及硅基負極材料進行結構設計，有效構筑了一系列電極材料，實現了材料比容量、循環穩定性和倍率性能的顯著提升。

針對硅基負極材料循環穩定性差的特性，團隊利用靜電作用在硅納米顆粒表面吸附陽離子表面活性劑來實現核殼雙層保護，減弱并限制硅膨脹時應力對材料結構造成的破壞。為進一步調控硅基雙包覆結構的性能，采用硬模板法引入空腔來緩和硅的體積變化，實現提高容量以及循環穩定性雙層目標。

硅基負極材料的結構設計示意圖及電化學性能圖

鑒于石墨材料高穩定性以及硅高比容量的特性，團隊制備了膨脹石墨與硅的復合電極，硅納米顆粒與石墨片層之間形成典型的三明治結構，改善了材料的電子傳導特性，其表現出較為良好的性能。在此基礎上，對膨脹石墨酸化處理并加入硅烷偶聯劑，實現硅納米顆粒在石墨片層之間的均勻分散，制備的復合電極片在0.4 A/g電流密度下循環450次后依然有接近800 mAh/g的比容量。

參考來源：山西煤化所

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