IT之家 11 月 16 日消息，硅的理論比容量為 4200mAh / g，是目前研究最多、有望替代商業(yè)石墨的負極材料之一，然而硅在充放電過程中會產(chǎn)生巨大的體積膨脹與收縮，從而導(dǎo)致電極結(jié)構(gòu)破壞。
國家知識產(chǎn)權(quán)局昨天公布了一項華為硅基負極材料的專利，名為《硅基負極材料及其制備方法、電池和終端》。
在這一專利中，研究者采用了一種硅基負極材料，兼具較高容量和較低膨脹性能，能夠在一定程度上解決現(xiàn)有硅基材料因膨脹效應(yīng)過大導(dǎo)致電池循環(huán)性能低的問題，提高負極的循環(huán)穩(wěn)定性。
專利顯示，采用該發(fā)明實施硅基負極材料制備的電池相對現(xiàn)有傳統(tǒng)硅氧 / 碳復(fù)合負極材料制備的電池，其循環(huán)性能得到明顯提升，充滿電狀態(tài)時電極片的膨脹率明顯降低，循環(huán) 600 次后電芯的膨脹率明顯降低。
這是由于其硅基負極材料通過使高硅氧比硅基顆粒分散在低硅氧比硅基基體中，實現(xiàn)了不同硅氧濃度限域分布，所得硅基負極材料兼顧高容量和高循環(huán)穩(wěn)定性。
其中，高硅氧比硅基顆粒能夠保證負極材料具有較高的嵌鋰容量，而低硅氧比硅基基體在嵌鋰過程中不會產(chǎn)生大的體積變化，且低硅氧比硅基基體分布在高硅氧比硅基顆粒周圍可有效緩解高硅氧比硅基顆粒造成的體積膨脹，從而抑制硅基負極材料的破碎和粉化，提高硅基負極材料的循環(huán)壽命。
此外，高硅氧比硅基顆粒表面導(dǎo)電層的設(shè)置可以提高高硅氧比硅基顆粒的電導(dǎo)率，提高含硅基體和硅基顆粒兩種不同硅氧比結(jié)構(gòu)間的界面電導(dǎo)率；同時可以在高硅氧比硅基顆粒表面形成限制層，有效降低脫嵌鋰造成的體積膨脹。
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