鋰電池負極的中轉站:硅碳負極

鋰電池負極的中轉站:硅碳負極

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思路是這樣的:

金屬鋰負極是最早開始研究的,然而卻失敗了,因為什麼?因為安全性問題...

後來石墨閃亮登場,加入了石墨,負極穩定能用了...

目前的問題是:能源危機環境污染要求大力發展新能源汽車,然而以石墨為負極的鋰電池能量不夠用了...

為了降低新能源車的成本且增加車的續航里程,研究又重新轉向金屬鋰負極,雖然有一些技術的進步,但是金屬鋰負極仍然無法實際應用,可是技術的發展跟不上目前市場的巨大需求了怎麼辦...

那就改進原有的石墨負極吧-----研究證明碳同族元素--硅具有巨大的理論比容量,本篇文章簡單介紹目前硅基負極的研究內容,該介紹基於文獻《鋰離子電池納米硅碳負極材料研發進展》。

文章地址:

DOI: 10.12028/j.issn.2095-4239.2017.0096

鋰離子電池納米硅碳負極材料研發進展 - 中國知網?

kns.cnki.net


我們先來對比一下三種材料的理論比容量:

  • 石墨基:372mAh/g
  • 硅基:3580mAh/g(室溫)
  • 金屬鋰:3860mAh/g

可見,硅基負極是很有潛力的~

然而.......硅基負極面臨的問題是什麼呢?

硅材料在脫嵌鋰過程中體積變化大且與電解液的不可逆反應

解決策略與研究方向:

  • 碳包覆納米硅
  • 氧化亞硅碳複合材料
  • 硅納米線
  • 變氧型氧化亞硅碳複合材料
  • 無定型硅合金

後記:

雖然有這麼多改進的策略來發展硅碳負極,但是離市場規模應用還有很長的路要走。儘管如此,在金屬鋰負極不能滿足應用的前提下,在當前新能源熱的背景下以及在市場的巨大需求推動中,硅碳負極或許能成為關鍵的「中轉站」~

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