锂硅电池SiO/Ni@C负极材料的制备及性能文献综述-文献综述网

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文献综述1.1引言目前，锂离子电池通常以石墨作为负极材料，其理论比容量只有372mAhg-1，且倍率性能较差，振实密度小[1]，已远远达不到发展所需。

所以，选择一种具有高比容量的材料来替换石墨作为锂离子的负极材料已经迫在眉睫。

硅材料因其所拥有的超高比容量（4200mAhg-1）而备受瞩目，且硅基材料还具有工作电压低、安全性好、原料来源广泛等诸多优点[2]。

但是，硅基材料也具有一些缺点，因为在它充电和放电的过程中会产生巨大的体积变化（高达300%），容易导致电极片在循环过程中粉化、剥落，导致电极内电接触失效。

此外，新固相电解质层SEI膜的重复生成，导致电池循环性能迅速衰减，硅基负极电池充放电效率低下[3]。

所以，单质硅材料并不适合直接用为锂离子电池的负极材料。

近年来，商业化SiOx(0＜x≤2)开始显现出其作为锂离子电池硅基负极材料的优势，其中最为常见的为氧化亚硅(SiO，x≈1)。

氧元素的引入可在其首次嵌锂时生成惰性组分，有利于降低其在脱嵌锂过程中的绝对体积的变化；同时，SiO天然的无定形态可以防止脱嵌锂过程中由于应力不均匀导致的材料开裂、粉化问题；相比硅单质而言，SiO的应用也有利于简化材料的生产工艺流程[4]。

但SiO作为锂硅电池负极材料时还存在着在完全嵌锂状态下还有近 200%的体积膨胀、首次库伦效率低、导电性差等缺陷，这些缺陷易导致容量的快速衰减。

为了缓解其脱嵌锂过程中的体积变化和改善导电性，常用的方法是减小颗粒尺寸、引入金属或碳系材料。

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