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鋰離子電池的硅基陽極材料的使用。與傳統(tǒng)的石墨陽極相比，硅具有極高的理論比容量（4200 mAh/g）和較低的脫硫電位（<0.5 V），而且硅的電壓平臺略高于石墨，使其。在充電過程中很難造成表面。鋰分析，更好的安全性能。硅已經(jīng)成為升級碳基鋰離子電池陽極的潛在選擇之一。

鋰離子電池的硅基負極材料的使用

硅基材料在鋰離子電池中的應用主要涉及兩個方面。第一個是在負極材料中加入納米硅，以形成負硅電極，第二個是在電解液中加入有機硅化合物，以改善電解液的性能。與傳統(tǒng)的陽極材料相比，硅陽極材料具有更高的能量密度和更低的電化學電位。硅陽極材料的理論容量為4200 mAh/g，是石墨陽極材料的2至10倍，是尖晶石結(jié)構(gòu)鈦酸鋰（Li4Ti5O12）材料的4至20倍。

納米硅被廣泛地應用于各種領(lǐng)域。

硅碳復合材料是由石墨材料形成的，它作為鋰離子電池的負極材料，可以顯著提高鋰離子電池的容量。

用于生產(chǎn)耐高溫涂料和耐火材料。

③在高壓下與金剛石混合，形成碳化硅和金剛石的復合材料，作為切割工具使用。

可與有機物反應，作為有機硅高分子材料的原料。

⑤多晶硅是通過提純金屬硅得到的。

⑥ 半導體微電子封裝材料。

EtK金屬表面的問題得到了解決。

鋰離子電池用硅陽極材料的劣勢

在鋰離子電池的插入和取出過程中，硅會使Si體積膨脹100%至300%，材料中會產(chǎn)生較大的內(nèi)應力，從而破壞材料的結(jié)構(gòu)。電極材料將落在銅箔和硅表面。SEI膜不斷地形成和斷裂，這共同降低了電極的導電性和循環(huán)穩(wěn)定性。

硅是一種半導體，其導電性比石墨差很多，這導致鋰離子的脫插過程有很大程度的不可逆性，進一步降低了其第一庫侖效率。因此，需要解決充電和放電過程中硅的體積膨脹以及第一次充電和放電的低效率。

硅材料的選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計

1. 非晶硅和二氧化硅

(1) 非晶硅

非晶硅在低電位時具有更高的容量，作為鋰離子電池的負極材料，其安全性能高于石墨電極材料。然而，非晶硅材料只能在有限的范圍內(nèi)緩解顆粒開裂和粉化。它的循環(huán)穩(wěn)定性仍然不能滿足對大容量電池負極材料的要求。

(2) 白炭黑

作為鋰離子電池的負極材料，SiO具有較高的理論比容量（高于1200 mAh/g）、良好的循環(huán)性能和較低的鋰提取潛力，因此它也是一種潛在的鋰離子電池高容量負極材料。然而，二氧化硅氧含量的不同也會影響其穩(wěn)定性和可逆能力：隨著二氧化硅氧含量的增加，循環(huán)性能增加，但可逆能力下降。

由于儲能能力有限，使用傳統(tǒng)石墨陽極的鋰離子電池已無法滿足新興市場的需求。由于其高度的理論相關(guān)性，硅基材料已成為下一代鋰離子電池陽極材料的理想選擇。 比容量。然而，受限于鋰存儲過程中巨大的體積變化和較差的導電性，硅基陽極材料的大規(guī)模和商業(yè)化之路仍然充滿挑戰(zhàn)。