《表1 典型的硅碳复合材料及其制备方法和电化学性能总结》

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《锂离子电池负极硅碳复合材料的研究进展》

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硅材料比容量高、电压平台低，被认为是下一代高比能锂离子电池的负极材料，而硅的导电性差和体积效应是限制其在高容量锂电领域进行商业化应用的最大障碍。为了兼顾能量密度和循环稳定性，近年来科研工作者使用各种不同的硅原材料，包括零维硅纳米颗粒、一维硅纳米管/硅纳米纤维、二维硅纳米薄膜和三维微米硅与不同的碳复合上展开了大量的研究工作，特别是在体积缓冲和导电网络结构设计方面取得了显著的成绩，硅碳复合材料的能量密度、动力学特性和循环稳定性均得到大幅提升，表1总结了典型硅碳复合材料及其制备方法和电化学性能。从量产的角度出发，零维纳米硅/碳复合材料和微米硅/碳复合材料比较容易实现规模生产。虽然目前氧化亚硅/石墨、纳米硅/石墨已经进入产业应用阶段，但容量仍然不是很高。提升硅/碳负极中的硅含量，开发容量大于500 m A·h/g以上的硅碳负极材料仍然存在诸多挑战，高容量硅碳复合材料的研究中尚需重点解决下列问题。