锂离子电池SiO2负极材料的改性研究进展*

曹 虎，王 帅，吴沁宇，宋广生，马扬洲

(安徽工业大学 材料科学与工程，安徽 马鞍山 243032)

0 引 言

面向国家投身2030年实现“碳达峰”和2060年实现“碳中和”事业需要，探索高效、清洁和稳定的新能源电池成为发展需要。随着市场对电动汽车、便携式电子产品和大规模储能系统需求的增加，开发高性能储能电池系统变得迫切而重要。锂离子电池是用于移动电子设备和电动汽车的最先进的电化学储能技术。因此，它们吸引了学术界和工业界不断增长的兴趣，这导致了能源和功率密度的稳步提高，而成本以更快的速度下降[1-3]。能量和功率密度的提高，加上较低成本的活性材料，将加速锂离子电池(LIBs)融入大规模可再生能源储存和运输电气化[4]。过去的20年里，高稳定性的石墨负极材料在商业上得到了快速的发展，但低容量限制了它的进一步应用。

高容量的硅负极材料随之成为研究的热点，硅碳负极材料得到长足的发展，但是在控制硅体积膨胀的同时，生产成本、工艺复杂程度以及对环境的损害不断增加，大多数实验室成果很难达到企业的大规模生产需求。SiO2具有高自然丰度、低成本和充分探索的合成方法等优势，使其成为负极应用的一个具有吸引力、低成本和可持续的前景材料[5]。

SiO2基负极材料从发现到广泛研究经历了一段历程。2012年由Won-Seok Chang[6]课题组发现一种简单、经济且生态上可接受的材料，SiO2(石英)作为前驱体，通过高能机械研磨(HEMM)用作锂二次电池的阳极材料。……