【干货】锂电池干货系列之硅基锂离子电池负极材料-第3页-北极星储能网

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3.其它硅基复合材料

（1）硅化合物型复合材料

在硅-化合物型复合物的研究上，作为基体的主要有TiB2、TiN、TiC、SiC、TiO2、Si3N等物质。这类复合物常用的制备方法为高能球磨法，此类硅基材料循环稳定性比纯硅负极材料更好一些，但是由于基体不发生脱嵌锂反应，这类材料的可逆容量一般都很低。

（2）硅导电聚合物复合材料

导电聚合物由于自身具有良好导电性好、柔性度好以及易于进行结构设计等优点，不仅可以缓冲硅基材料的体积效应，还能够保持活性物质与集流体良好的电接触。常用的导电高分子主要有聚吡咯、聚苯胺等。

电极制备工艺的优化

1.电极的处理

除了上文中提到的通过制备不同形态结构的硅及硅基复合材料电极来提高硅基负极材料的稳定性和可逆容量外，研究者还通过对电极进行热处理达到同样的目的。

科学家用聚偏二氟乙烯作黏合剂，发现热处理能够使黏合剂更加均匀分布在电极中，并增强硅与集流体的之间的黏合力。另外，以PVDF为黏结剂，将其与纳米硅以一定比例涂在铜电极上，在900℃下快速热处理20min可以直接得到碳包覆硅电极，库伦效率高，充放电容量大，循环性能好。

2.集流体的选择

硅巨大的体积变化造成自身粉碎，会使得活性物质从集流体上脱落，因而造成较差的循环稳定性。通过增强集流体和硅之间的作用力，保持其良好的电接触也是改性的方法之一。表面粗糙的集流体与硅之间的作用更好，因此使用多孔金属集流体是一种提高硅基负极材料电化学性能的有效方法。此外，制备薄膜状的硅及硅基复合材料可省去集流体，直接用于锂离子电池负极材料，从而避免了硅基材料因巨大体积效应从集流体脱落失去电接触的问题。

3.黏结剂的选择

在制备一般的锂离子电池电极材料时，通常将活性物质、黏结剂及炭黑等导电剂按一定比例混合成浆料再涂于集流体上。由于巨大的体积效应，传统的黏结剂PVDF并不能较好的适应硅电极。因此，通过使用能够适应硅巨大体积效应的黏结剂可以有效的改善硅基材料电化学性能。近几年，研究者们在硅基材料黏结剂上做了大量研究，常用的硅基黏结剂主要有羧甲基纤维素、聚丙烯酸、海藻酸、及相应钠盐等。此外研究者们还对聚酰胺、聚乙烯醇、聚芴型聚合物和具有自愈合性能的黏结剂进行了研究与设计。

4.电解液的选择

电解液的组成影响着SEI的形成，进而影响着负极材料的电化学性能。为了形成均一稳定的SEI研究者们通过加入电解液添加剂来改善硅基材料的电化学性能。目前使用的添加剂有双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、碳酸丙烯酯、琥珀酸、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯等，其中效果最好的为碳酸亚乙烯酯和氟代碳酸乙烯酯。

原标题：干货∣锂电池干货系列之硅基锂离子电池负极材料

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