锂离子电池的硅基阳极材料的使用。与传统的石墨阳极相比，硅具有极高的理论比容量（4200 mAh/g）和较低的脱硫电位（<0.5 V），而且硅的电压平台略高于石墨，使其。在充电过程中很难造成表面。锂分析，更好的安全性能。硅已经成为升级碳基锂离子电池阳极的潜在选择之一。

锂离子电池的硅基负极材料的使用

硅基材料在锂离子电池中的应用主要涉及两个方面。第一个是在负极材料中加入纳米硅，以形成负硅电极，第二个是在电解液中加入有机硅化合物，以改善电解液的性能。与传统的阳极材料相比，硅阳极材料具有更高的能量密度和更低的电化学电位。硅阳极材料的理论容量为4200 mAh/g，是石墨阳极材料的2至10倍，是尖晶石结构钛酸锂（Li4Ti5O12）材料的4至20倍。

纳米硅被广泛地应用于各种领域。

硅碳复合材料是由石墨材料形成的，它作为锂离子电池的负极材料，可以显著提高锂离子电池的容量。

用于生产耐高温涂料和耐火材料。

③在高压下与金刚石混合，形成碳化硅和金刚石的复合材料，作为切割工具使用。

可与有机物反应，作为有机硅高分子材料的原料。

⑤多晶硅是通过提纯金属硅得到的。

⑥ 半导体微电子封装材料。

EtK金属表面的问题得到了解决。

锂离子电池用硅阳极材料的劣势

在锂离子电池的插入和取出过程中，硅会使Si体积膨胀100%至300%，材料中会产生较大的内应力，从而破坏材料的结构。电极材料将落在铜箔和硅表面。SEI膜不断地形成和断裂，这共同降低了电极的导电性和循环稳定性。

硅是一种半导体，其导电性比石墨差很多，这导致锂离子的脱插过程有很大程度的不可逆性，进一步降低了其第一库仑效率。因此，需要解决充电和放电过程中硅的体积膨胀以及第一次充电和放电的低效率。

硅材料的选择和结构设计

1. 非晶硅和二氧化硅

(1) 非晶硅

非晶硅在低电位时具有更高的容量，作为锂离子电池的负极材料，其安全性能高于石墨电极材料。然而，非晶硅材料只能在有限的范围内缓解颗粒开裂和粉化。它的循环稳定性仍然不能满足对大容量电池负极材料的要求。

(2) 白炭黑

作为锂离子电池的负极材料，SiO具有较高的理论比容量（高于1200 mAh/g）、良好的循环性能和较低的锂提取潜力，因此它也是一种潜在的锂离子电池高容量负极材料。然而，二氧化硅氧含量的不同也会影响其稳定性和可逆能力：随着二氧化硅氧含量的增加，循环性能增加，但可逆能力下降。

由于储能能力有限，使用传统石墨阳极的锂离子电池已无法满足新兴市场的需求。由于其高度的理论相关性，硅基材料已成为下一代锂离子电池阳极材料的理想选择。 比容量。然而，受限于锂存储过程中巨大的体积变化和较差的导电性，硅基阳极材料的大规模和商业化之路仍然充满挑战。