中國粉體網(wǎng)訊　　現(xiàn)有的鋰電池負極技術已經接近極限,，為了滿足新一代的能源需求,，開發(fā)新型的鋰電負極技術迫在眉睫,。Si負極由于超高的比容量和豐富的儲量,，成為最具代表性的新技術之一,。

和傳統(tǒng)的石墨負極相比,，Si負極技術在產業(yè)化道路上遇到的一個重大障礙在于：含膠量較少導致電極混煉效果不理想。

圖1. SGC復合負極材料結構及其優(yōu)勢

圖2. SGC復合負極材料制備示意圖

有鑒于此,，Ko等人綜合石墨負極技術和Si納米技術,，開發(fā)了一種全新的、可大規(guī)模生產的C-納米Si-石墨復合負極材料,。鋰化過程中,，Si納米殼層可以隨著體積變化而膨脹，不論是石墨內部的空心納米Si殼層,，還是石墨和碳之間的納米Si中間層,，均可以保持形狀完好，不會破裂或者殘留于Si和石墨之間,。

這種特殊的結構構筑一方面確保了Si和天然石墨之間的兼容性,，另一方面有效避免了傳統(tǒng)機械混合中石墨粉和殘留的Si顆粒引發(fā)的嚴峻的副反應。

按照工業(yè)算法,，在電極密度為1.6 g cm-3,，面積容量>3.3 mAh cm-2,，含膠量<4%的條件下，這種復合負極第一次循環(huán)庫倫效率為92%,，循環(huán)6次之后庫倫效率便快速提高到99.5%,，100次循環(huán)之后，容量保持率高達96%,。

進一步,，研究人員以LiCoO2作為正極材料組成全電池，發(fā)現(xiàn)其能量密度高達1043 Wh l-1,，優(yōu)于現(xiàn)有標準的商業(yè)化石墨負極,。

圖3. 各種電極的電化學性能表征

圖4. 石墨負極和SGC復合負極全電池性能對比