锂离子电池高容量硅碳负极材料研究进展

刘柏男，徐 泉，褚 赓，陆 浩，殷雅侠，罗 飞，郑杰允，郭玉国，李 泓



锂离子电池高容量硅碳负极材料研究进展

刘柏男1，徐 泉2，褚 赓1，陆 浩1，殷雅侠2，罗 飞1，郑杰允1，郭玉国2，李 泓1

（1中国科学院物理研究所，北京 100190；2中国科学院化学研究所，中国科学院先导专项长续航锂电池项目硅负极研发组，北京 100190）

纳米硅碳材料主要成分为纳米硅与碳材料，纳米硅具有较小的颗粒尺寸，其储锂容量较高，碳材料具有较高的电子电导，为复合材料提供较好的电子通道；同时将碳与硅材料复合后能缓和硅材料体积形变带来的应力变化；此外，碳作为包覆材料能有效稳定电极材料与电解液的界面，使SEI膜稳定生长。因此，硅碳复合材料有望替代石墨成为下一代高能量密度锂离子电池负极。本文简要介绍了纳米先导专项硅负极研究团队在纳米硅碳材料方面的研究进展。通过持续的研发与技术更新，目前低容量复合材料（380～450 mA·h/g）的反弹系数、效率、压实密度、加工性能皆不亚于目前商品石墨的水平；在高容量及超高容量材料（500～2000 mA·h/g）方面，通过精细的结构设计，循环性能和倍率性能等得到了较大提升。

纳米硅碳复合材料；负极材料；技术进展；锂离子电池

当今社会能源危机与环境问题日益凸显，新型洁净能源以及能量的储存已成为人们研究的热点。在此背景下，锂离子电池因其高能量密度、高功率密度、长寿命以及环境友好等特点，已基本，并在电动汽车、大规模储能设备、分散式移动电源等领域具有广阔的应用前景。……