因为市场电子装备对永劫间续航任务的硬性请求，进步太阳集团 高容量是太阳集团 行业一向重视的焦点题目。那末进步太阳集团 单元能量密度来晋升太阳 的容量便是一个比拟有用的太阳 手艺计划。

今朝负极资料开辟标的目的首要是进步资料的容量阐扬，比方此刻手艺比拟成熟的Si基资料，处于研发阶段的氮搀杂石墨类资料和和金属硫化物等资料容量阐扬都可到达1000mAh/g以上，远高于石墨类资料。值得注重的是最近几年来，金属锂（比容量到达3860mAh/g）负极资料因为宁静性题目和轮回寿命题目慢慢取得处理，也起头逐步引发人们的注重。在今朝浩繁的高容量负极资料中，Si基负极资料凭仗着丰硕的资本储量，昂贵的价钱取得了普遍的存眷和研讨，是今朝出产和操纵手艺最为成熟，贸易化水平最高的高容量负极资料，也是下一代高比能锂离子太阳 负极资料的强无力协作者。

以再操纵硅为原资料，比方太阳能太阳 板中的硅，并将其加工成含硅纳米颗粒的碳基体。在每一个颗粒中，受化学物资影响，碳化硅纤维起头发展，在外表构成近似绒毛的工具，并与其余颗粒上的绒毛相毗连，供给机器掩护。

今朝，在锂离子太阳 中，硅被以为是最无望替换石墨的负极资料。若是将石墨负极换成硅负极，太阳 容量能够进步约莫10倍。可是，在充电进程中，硅会收缩，粉碎太阳 外部布局。良多公司但愿，经由进程调剂硅片或硅颗粒的微布局，来处理这一题目。

这类粉末可操纵于差别浓度的石墨负极。浓度越高，存储容量越大。插手差别数目的硅纳米颗粒。比方，若是你想在不必冷却的环境下，让太阳 延续充电1000次，负极中的硅含量能够进步至15%。偶然，只要250个轮回周期，就能够加70%以上的硅。

硅是今朝人类至今为止发明的比容量(4200mAh/g)最高的锂离子太阳 负极资料,是一种最有潜力的负极资料，但硅作为太阳集团 负极操纵也有一些瓶颈，第一个题目是硅在反映中会呈现体积收缩的题目。经由进程实际计较和尝试能够证实嵌锂和脱锂城市引发体积变更，这个体积变更是320%。以是不管做成甚么样的资料，微观上，在硅的原子规范或纳米规范，它的收缩是300%。在资料设想时必需要斟酌大的体积变更题目。高体积容量的资料在局部会发生力学上的题目，经由进程一系列的根本研讨证实，它会裂开，构成严峻的零落。

硅体积收缩会致使一系列成果

1.颗粒粉化，轮回机能差

为甚么说硅碳资料是最有潜力的太阳集团 负极

2.活性物资与导电剂粘结剂打仗差

为甚么说硅碳资料是最有潜力的太阳集团 负极

3.硅外表的是比拟厚且不平均的，受温度和增加剂的影响很大，会影响锂离子太阳 中全部比能量的阐扬。

从持久的根本研讨来看，①经由进程硅粉纳米化；②硅碳包覆；等手艺手腕能够有用处理硅在太阳集团 负极操纵中碰到的题目。不管是纳米硅碳仍是氧化亚硅碳，硅力图做到以下几点：

硅粒径：＜20nm（实际上越小越好）

平均度：规范误差小于5nm

纯度：＞99.95%

描摹：100%球形率

别的，完整的外表包覆很是首要，防止硅和电解液打仗，发生厚的SEI膜的耗损。微观布局的设想也很首要，要来坚持在轮回进程中电子的打仗，离子的通道，体积的收缩。

碳包覆机理在于：Si的体积收缩由石墨和无定形包覆层配合承当，防止负极资料在嵌脱锂进程因庞大的体积变更和应力而粉化。碳包覆的感化是：

（1）束缚缓和冲活性中间的体积收缩

（2）禁止纳米活性粒子的团圆

（3）禁止电解液向中间渗入，坚持不变的界面和SEI

（4）硅资料进献高比容量，碳资料进献高导电性

硅基负极资料首要分为两大类：1）晶体硅资料；2）氧化亚硅资料。晶体硅资料最大的上风是容量高，在完整嵌锂状况下晶体硅资料的比容量可达4200mAh/g（Li4.4Si），到达石墨资料的10倍以上，乃至要比金属锂负极的容量（3860mAh/g）还要高，可是硅负极资料也存在严峻的体积收缩题目，在完整嵌锂状况下，Si负极的体积收缩可达300%，这不只仅会致使Si负极的颗粒破裂，还会粉碎电极的导电收集和粘接剂收集，致使活性物资丧失，从而严峻影响硅负极资料的轮回机能，这同样成为了妨碍Si负极资料操纵最首要的妨碍。处理Si资料体积收缩大的题目的思绪首要有三个：1）纳米化，经由进程制备纳米硅颗粒、纳米硅薄膜等手腕，按捺Si在充放电进程中的体积变更；2）制备特别外形的Si晶体资料，比方蜂窝状资料，树枝状的Si资料，操纵Si资料本身的形变接收充放电进程中的体积变更，改良Si资料的轮回机能；3）Si/C复合资料，经由进程Si与石墨资料复合，操纵石墨资料缓冲Si资料在轮回进程中的体积变更，以改良Si资料的轮回机能。