硅氧化物因其豐富的儲備、低成本、低成本、環(huán)境友好、易于合成和高理論容量而被認為是一種有前途的高能鋰離子電池(LIBs)陽極材料家族。本文將介紹一氧化硅作為電極材料的應用。

儲鋰機理

由于硅酸鹽鋰和氧化鋰的存在，與硅相比，一氧化硅在鋰化/脫脂過程中的體積變化顯著降低，循環(huán)穩(wěn)定性增強。但是，很難完全消除體積變化的問題。根據最近的文獻研究，SiO在鋰化后的體積膨脹約為200%。這種劇烈的體積膨脹可能引起活性材料的應力，導致活性材料的粉碎和分離、電極解體、高表面副反應以及重復的固體電解質界面(SEI)膜的形成和破裂。因此，SiO的大體積變化被認為是其在循環(huán)時容量下降的主要原因。此外，SiO的容量低，倍率性能差。前者源于在第一個循環(huán)中不可逆的硅酸鹽鋰和氧化鋰的形成，而后者是由低固有電導率引起的。在實際應用中，提高SiO的可循環(huán)性、ICE和速率能力仍有相當大的空間。

應用

SiO/C混合陽極材料

在各種電化學性能優(yōu)化策略中，用導電碳合成SiO的研究最為廣泛。各種一氧化硅/碳復合材料已被構建和評價。碳不僅減輕了整體體積的變化，而且提高了SiO的電導率，從而提高了循環(huán)穩(wěn)定性和速率能力。

SiO/金屬和SiO/金屬氧化物混合陽極材料

除碳外，金屬和金屬氧化物也被用于與一氧化硅復合，以提高其鋰的存儲性能。2001年初，Tatsumisago報道了在惰性氣氛中機械銑削SiO和氧化亞錫合成SiO/SnO復合材料。Kim等制備了由非晶鋁硅的硅納米晶(o10nm)組成的納米結構SiAl0.2O陽極。

SiO基陽極材料的粘結劑

聚合物粘合劑對一氧化硅基陽極的可循環(huán)性也有很大的影響。伴隨著SiO的高容量和200%的大體積膨脹，這導致了粒子水平的活性物質粉碎和電極水平的解體的臭名昭著的問題。合適的粘合劑可以提供活性材料、導電碳和集電器之間的持久接觸，有效地提高電極的完整性。