文献综述（或调研报告）：
摘要
本文主要介绍了锂电池的发展现状、原理参数和电极材料。随着锂电池的不断发展，电极材料也被要求逐渐提高性能。相较传统石墨阳极材料，可以用于锂电池阳极的新材料有很多，诸如硅、锗、锡等等。其中，硅以高理论容量而著称，但也有致命的巨大体积变化作为缺陷。为了有效克服硅的这一缺陷，研究者们在硅中加入了其他元素如氮、氧、碳等制成化合物电极。氮化物薄膜由于其有效抑制了硅带来的巨大体积变化而备受关注，并为锂电池工业的发展提供了一个新的方向。
关键字
锂电池 电极 重要参数 新材料 硅 氮化硅
1.简介
在当今社会中，锂电池普遍存在于我们的生活中，并且作为一种电池能源为我们的手机、平板和琳琅满目的电动工具充电。另外，锂电池还可以为诸如电动车等新出现的电动设备充电，并且可以维持电网的功率稳定。因为其高比能的特性，锂电池是现今市场一个非常重要并且逐渐扩张的部分。到2015年，锂电池工业已经达到九十亿美元份额的世界市场。为了减少化石燃料的消费和温室气体的排放以减少因为动力能源造成的环境影响，人们在发展电池的自动化工艺上投入了很多精力。电池工业的主要目的是用低产品成本获得用于不同应用的特定级别的电池性能（如施加电压和电池容量）。锂电池因为其高能量密度和较低的成本已经成为了便携式电子设备和电动车的首选电池。虽然锂离子电池经常在便携式电子设备的质量和体积份额中占据了大部分比例，但由于可用能量的限制，需要经常充电。自从索尼公司二十世纪九十年代第一次介绍商业的锂电池以来，锂电池的性能随着各种各样的电极材料发展（特别是石墨阳极材料和锂化金属氧化物阴极材料的发展）得到了很大的进步。随着传统电极材料已达到最大应用性能的限值，新型的电极材料更加被需要于这个时代来实现进一步锂电池性能的提升。应用新材料提升与电池负荷容量、循环寿命和安全性相关的电池性能显示了电池能量密度方面的进化过程。目前，由电池提供动力的电动车或者只能小范围驾驶或者因为高价锂电池而成本很高。电池能量密度的提高，特别是体积能量密度，可以很大地提高和扩展便携式电子设备的发展潜力。如果单位电池有相似的产品成本，并且因此单位能量有较低的成本，那么更大使用范围和更多消费得起的电动车将会被生产出。为了处理降低成本和提高能量密度的市场需要，很多研究者研究旨在提升锂电池阴阳极的体积容量。其中，人们对高容量阳极的研究特别积极，新型材料例如硅、硅氧化物、锡和锡的氧化物都受到了极大关注，另外其他一些更独特的材料的研究也出现在前人的文献中。
本文将重点介绍一下作为新型锂电池阳极材料的硅阳极材料。相较传统的石墨电极材料，硅因为其高值比容量作为锂电池的阳极近几年持续吸引着研究者的兴趣。硅是最有前途的新一代锂电池的理想电极材料之一，它有与锂形成多种合金能力的能力并且每个硅原子最多能结合4.4个锂原子［1］。同样地，硅在室温下可以提供目前最高电池的比容量大约为3579mAh/g［2］。这一电流密度比锂电池中石墨阳极的的相对值372mAh/g［3］大了一个数量级。此外，硅被报道显示出了相较更低的锂电极对电压（小于0.3V）［4］、更高的库伦效率达98%和更快的锂离子扩散已知扩散系数为在415摄氏度下7.2 times; 10minus;5 cm2/s［5］。
2.锂电池与电极
2.1传统锂电池
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