硅氧硅碳阳极材料的储存环境

锂离子电池因其能量密度高、循环寿命长、环保等优点，逐渐广泛应用于便携式电子产品和电动汽车。目前以石墨为负极的锂离子电池容量还不能满足电动汽车长续航的要求。硅基材料比容量大、放电平台低、储能丰富，是最有潜力的下一代锂电池负极材料。然而，硅基材料的商业化应用受到其自身因素的严重限制。首先是嵌锂过程中体积变化较大，容易导致颗粒粉化，活性物质离开集流体，SEI膜不断产生，最终导致电化学性能下降，如图1，这是硅的失效机理示意图；此外，硅基材料的电导率相对较低，锂在硅中的扩散速率相对较低，不利于锂离子和电子的传输；针对单质硅体积膨胀导致的循环稳定性差的问题，目前主要的解决方法是纳米化和复合，实际应用主要是通过掺杂碳材料或设计修饰硅材料的结构末端来提高其导电性和锂离子传输性。

本文利用扫描电镜、粉末电导率和压实密度测试设备，对不同掺杂比的硅碳材料和不同烧结工艺的硅基材料的形貌、电子电导率、压实密度和抗压性能进行了系统的测试和分析。