锂离子电池硅基复合负极制备方法

宋俊，楚晓婉，张琦，陈宇慧，张学清，张国帅，张若琳

（1 郑州轻工业大学能源与动力工程学院，河南郑州 450000；2 中北大学能源与动力工程学院，山西太原 030051）

锂离子电池的应用场景大致可分为三类，即3C[计算机（computer）、通讯产品（communication）和消费电子产品（consumer electronic）三类的简称]电子产品、电动交通工具以及大规模储能领域。目前锂离子电池已全面占据3C 市场，但在电动交通工具以及静态规模储能方面仍有相当大的发展空间，特别是随着新型电动交通工具的出现，对锂离子电池的性能提出了更高的要求。此外，随着我国能源转型不断深入、可再生能源比例不断提高，也需要大规模的储能装置与之匹配。从目前来看，锂离子电池将对储能市场起到至关重要的作用[1]。

负极作为锂离子电池（lithium-ion batteries，LIBs）储锂的主要元件，在衡量使用寿命、能量密度、安全环保和产业化成本等方面均具有重要的意义[2]。商用的LIBs负极材料以石墨为主，但石墨材料较低的理论比容量（372mA·h/g）、首次充放电效率低、电解液共嵌入等问题，严重限制了LIBs在储能领域的发展，因此需要开发新型材料来替代石墨负极。

硅（Si）作为地球储量丰富的资源，已经成功地应用于多个领域。在储能领域，Si是所有合金类嵌锂材料中理论储锂容量（4200mA·h/g）最高的，具有适中的电位平台，在室温下可以与锂形成Li15Si4合金，嵌锂电势低于0.5V，不易析出金属锂，与电解液反应活性低，在脱嵌锂过程中不易发生团聚现象，且价格较大多数电极材料相对低廉，因此被认为是极具前景的锂离子电池负极材料[3]。……