近期的研究突显了硅基负极在锂离子电池（LIBs）中的潜力，以及各种改进手段如何提升其性能。科学家们通过使用粘结剂、涂层、复合材料和电解质来增强硅基负极的稳定性和电化学能力。尽管取得了这些进展，但在硅基负极能够广泛应用之前，仍然存在一些需要解决的挑战。
硅基负极面临的主要困难之一是在去锂/插锂过程中体积的显著增加。这种膨胀会导致结构不稳定和离子导电性下降，从而限制其面积容量。为了解决这些问题，研究人员提出了材料工程、表面/界面工程和粘结剂/电解质优化作为潜在的解决方案。
来自中国东华大学的一组专家总结了硅基负极材料在锂离子电池中的进展。他们的综述强调了开发低成本高效的制造方法在解决体积膨胀、电导率和动力学等问题方面的重要性。
综述还突出了粘结剂、复合材料和液态电解质在提高硅基负极电化学性能方面的潜力。这些改进显示出有希望的结果，并有助于未来实现硅基负极的商业化。
关于粘结剂，综述指出其对硅基负极的影响相对不大。然而，开发一种新型粘结剂可能会为LIBs的性能改进带来机会。新粘结剂需具有较高的离子导电性和可逆容量，并且应与硅基和石墨基负极材料兼容。
此外，综述强调了混合复合材料的潜力，其中硅与其他材料掺杂。这些复合材料可以提高导电性、结构稳定性、密实度和固体电解质界面层（SEI）形成的稳定性。
总之，硅基负极在提升锂离子电池性能方面展现出巨大潜力。材料工程、表面/界面工程和粘结剂/电解质优化的持续研发提供了克服这些负极所面临挑战的有希望的解决方案。随着进一步的发展，硅基负极可能很快在电池技术的未来找到广泛实用的用途。
常见问题解答：
Q：硅基负极在锂离子电池中有哪些优势？
A：硅基负极具有高比容量、较低成本和丰富的资源。它们可以显著提高电池的能量密度和循环性能。
Q：为什么硅基负极的膨胀会导致问题？
A：硅基负极在去锂/插锂过程中会发生体积的显著增加，导致电池结构不稳定并限制了离子导电性能。
Q：如何解决硅基负极的体积膨胀问题？
A：研究人员提出了材料工程、表面/界面工程和粘结剂/电解质优化等方法来解决硅基负极的体积膨胀问题。通过这些方法，可以改善负极的结构稳定性和离子导电性能。
Q：混合复合材料是什么？
A：混合复合材料是将硅与其他材料掺杂的材料，可以通过改善导电性、结构稳定性和界面层形成的稳定性来提高硅基负极的性能。
Sources:
– [Donghua University](https://www.dhu.edu.cn/)
The source of the article is from the blog agogs.sk