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021-69898246納米硅粉在與鋰合金化/去合金過(guò)程中會(huì)有較大的體積膨脹/收縮變化,從而導(dǎo)致活性物質(zhì)粉化并且與集流體失去電接觸,影響了硅碳負(fù)極材料的循環(huán)性能 及應(yīng)用,由于具有脫/嵌鋰體積變化大,循環(huán)性能不理想的缺點(diǎn),之前很多年限制了其商業(yè)化應(yīng)用,但是納米硅粉在電池領(lǐng)域所表現(xiàn)出來(lái)的獨(dú)特結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能,高容量的納米硅碳負(fù)極材料可以應(yīng)用于商業(yè)化鋰離子電池中。
鋰離子電池因具有較高的能量密度及較長(zhǎng)的使用壽命等優(yōu)點(diǎn),而應(yīng)用于許多便攜式電子器件中,例如手機(jī)、攝像相、電腦、新能源電池等。隨著鋰離子電池的應(yīng)用范圍向薄膜電池、動(dòng)力電池等領(lǐng)域擴(kuò)展,對(duì)電池的能量密度和使用壽命提出了更高的要求,而現(xiàn)有的鋰離子電池體系已無(wú)法滿足這種日益增加的需求,目前商業(yè)化鋰離子電池體系中,石墨類負(fù)極材料的理論容量?jī)H為372左右,納米硅基理論容量為4200左右。
上海超威納米科技有限公司韓博士認(rèn)為成功把納米硅粉應(yīng)用到鋰電池硅碳負(fù)極中,可以從下面三個(gè)方面著手研究與開發(fā):①采用有導(dǎo)電性的高聚物彈性體或碳材料進(jìn)行納米硅顆粒表面改性與包覆,來(lái)吸收硅在合金/去合金化過(guò)程中體積變化所導(dǎo)致的應(yīng)力,維持活性物質(zhì)與集流體之間的良好電接觸。②采用高導(dǎo)電及高機(jī)械強(qiáng)度的納米線或網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)作為納米硅顆粒的載體,不但可以為納米硅顆粒提供附著點(diǎn),還可以作為納米硅粉的機(jī)械支撐,提供有效的電子及鋰離子轉(zhuǎn)移通道。 ③在高導(dǎo)電及高機(jī)械強(qiáng)度的納米線表面沉積納米硅層,形成核殼納米線陣列,硅納米線直接生長(zhǎng)于集流體上,膨脹應(yīng)力使得納米線沿徑向膨脹而不至發(fā)生破碎,從而避免了在循環(huán)過(guò)程中電極材料的粉化、剝落。