文档名：锂离子电池硅碳复合负极结构的研究进展
摘要：锂离子电池具有能量密度高、倍率性能好、循环寿命长、自放电率低等优点,是目前主要的电化学储能设备.商用锂离子电池负极材料为石墨,但石墨的低理论容量限制了锂离子电池性能的进一步提升.硅储量丰富,具有高理论容量和稳定工作电压等特点,是新一代锂离子电池最有前景的负极材料.硅基负极存在体积膨胀效应大、首次库仑效率低、电导率低和固体电解质界面膜不稳定等缺点,导致硅基负极循环稳定性较差,严重阻碍了其实际应用.通过具有良好稳定性和高电导率的碳修饰硅基负极制备硅碳负极能够有效克服上述问题,硅碳负极作为一种高理论容量的材料更有规模化商业前景.本文根据硅碳负极的结构设计,将近年来研究的硅/碳负极材料分为零维-纳米颗粒、一维-纳米线和纳米管、二维-层状结构和三维-微米级球体材料,并对不同结构的硅碳复合负极材料的结构和电化学性能进行了对比讨论.此外,本文还总结了现有硅/碳复合负极设计的进展和局限性,并展望了该领域的工业化前景.
Abstract：Lithium-ionbatterieshavetheadvantagesofhighenergydensity,goodrateperformance,longcyclelifeandlowself-dischargerate,andarecurrentlythemostimportanttypeofmobileenergystorage.Theanodeofcommercialbatteriesismainlymadeofgraphite,anditstheoreticalcapacityislow,whichisthemainbottlenecklimitingthecapacityoflithium-ionbatteries.Silicon,ontheotherhand,ischaracterizedbyhightheo-reticalcapacity,suitableoperatingvoltage,highnaturalabundance,etc.Therefore,itisatypicalelectrodematerialforthenewgenerationoflit-hium-ionbatteries.However,duetothelargevolumechangesofsiliconanodesduringcharginganddischarging,lowinitialCoulombicefficiency,relativelypoorelectricalconductivity,andunstablesolidelectrolyteinterface,silicon-basedanodeshavesignificantstabilityproblemsthathinderpracticalapplications.Tosolvetheseproblems,modifyingsiliconanodeswithcarbonisamorecommercialapproach.Inthispaper,thesilicon/carbonanodematerialsinrecentyearsaredividedinto0D-nanoparticles,1D-nanowiresandnanotubes,2D-nanosheetsand3D-micronspheresaccordingtothestructureandsizeofsiliconmaterials,andthestructuresandelectrochemicalpropertiesofcarbon-basedsilicon/carboncompo-sitesarediscussed.Inaddition,theprogressandlimitationsoftheexistingsilicon/carboncompositeanodesaresummarizedandtheprospectsforindustrializationinthisfieldarehighlighted.
作者：吴琼 许咏杰 钟展雄 梁俊杰 李垚 Author：WUQiong XUYongjie ZHONGZhanxiong LIANGJunjie LIYao
作者单位：广东光华科技股份有限公司,广东汕头515061;哈尔滨工业大学航天学院,复合材料研究所,哈尔滨150001广东光华科技股份有限公司,广东汕头515061哈尔滨工业大学航天学院,复合材料研究所,哈尔滨150001
刊名：材料导报 ISTICEIPKU
Journal：MaterialsReports
年，卷(期)：2024, 38(11)
分类号：TQ152
关键词：锂离子电池 负极材料 硅碳 复合结构
Keywords：lithiumbattery anodematerial siliconcarbon compositestructure
机标分类号：TM912.9G3TM242:TM205.1
在线出版日期：2024年7月12日
基金项目：锂离子电池硅碳复合负极结构的研究进展[
期刊论文] 材料导报--2024, 38(11)吴琼 许咏杰 钟展雄 梁俊杰 李垚锂离子电池具有能量密度高、倍率性能好、循环寿命长、自放电率低等优点,是目前主要的电化学储能设备.商用锂离子电池负极材料为石墨,但石墨的低理论容量限制了锂离子电池性能的进一步提升.硅储量丰富,具有高理论容量和稳定...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
本文读者也读过
相似文献
相关博文
锂离子电池硅碳复合负极结构的研究进展 Progress of Silicon Carbon Composite Anode Structure for Lithium-ion Batteries
锂离子电池硅碳复合负极结构的研究进展.pdf
- 文件大小:
- 12.94 MB
- 下载次数:
- 60
-
高速下载
|
