纳米硅粉在锂电池负极中的应用思路韩博士

纳米硅粉在与锂合金化/去合金过程中会有较大的体积膨胀/收缩变化，从而导致活性物质粉化并且与集流体失去电接触，影响了硅碳负极材料的循环性能 及应用，由于具有脱/嵌锂体积变化大，循环性能不理想的缺点，之前很多年限制了其商业化应用，但是纳米硅粉在电池领域所表现出来的独特结构和优异的性能，高容量的纳米硅碳负极材料可以应用于商业化锂离子电池中。

锂离子电池因具有较高的能量密度及较长的使用寿命等优点，而应用于许多便携式电子器件中，例如手机、摄像相、电脑、新能源电池等。随着锂离子电池的应用范围向薄膜电池、动力电池等领域扩展，对电池的能量密度和使用寿命提出了更高的要求，而现有的锂离子电池体系已无法满足这种日益增加的需求，目前商业化锂离子电池体系中，石墨类负极材料的理论容量仅为372左右，纳米硅基理论容量为4200左右。

上海超威纳米科技有限公司韩博士认为成功把纳米硅粉应用到锂电池硅碳负极中，可以从下面三个方面着手研究与开发：①采用有导电性的高聚物弹性体或碳材料进行纳米硅颗粒表面改性与包覆，来吸收硅在合金/去合金化过程中体积变化所导致的应力，维持活性物质与集流体之间的良好电接触。②采用高导电及高机械强度的纳米线或网络结构作为纳米硅颗粒的载体，不但可以为纳米硅颗粒提供附着点，还可以作为纳米硅粉的机械支撑，提供有效的电子及锂离子转移通道。 ③在高导电及高机械强度的纳米线表面沉积纳米硅层，形成核壳纳米线阵列，硅纳米线直接生长于集流体上，膨胀应力使得纳米线沿径向膨胀而不至发生破碎，从而避免了在循环过程中电极材料的粉化、剥落。