陳麗娜介紹道，硅基負(fù)極材料納米化可以優(yōu)化材料性能，主要是進(jìn)行表面包覆，包括石墨烯包覆納米硅、人工SEI包覆納米硅以及協(xié)同包覆。

硅基材料商業(yè)化前景廣闊，但由于硅在充放電過程中會發(fā)生劇烈的體積收縮，體積的劇烈變化會導(dǎo)致內(nèi)部機(jī)械機(jī)構(gòu)失效，從而使得硅負(fù)極的循環(huán)壽命難達(dá)預(yù)期，因此尚未在鋰電池中大規(guī)模應(yīng)用。

鋰金屬負(fù)極的容量為3860 mAh/g，并且具有優(yōu)異的導(dǎo)電性，也是一種理想的負(fù)極材料。但是金屬鋰負(fù)極在充放電過程中會產(chǎn)生鋰枝晶，鋰枝晶在生長過程中會不斷消耗電解液并導(dǎo)致金屬鋰的不可逆沉積，形成死鋰造成低庫倫效率。甚至還會刺穿隔膜導(dǎo)致電池內(nèi)部短接，造成電池的熱失控引發(fā)燃燒爆炸。

8月26-27日，2020先進(jìn)電池材料集群產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇在深圳機(jī)場凱悅酒店舉行，此次會議由深圳先進(jìn)電池材料產(chǎn)業(yè)集群主辦，深圳市清新電源研究院、高工鋰電、高工氫電聯(lián)合承辦。

針對解決硅碳負(fù)極和鋰金屬負(fù)極的商業(yè)化應(yīng)用難題，哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）博士后陳麗娜發(fā)表了“高能量密度鋰離子電池硅碳和鋰金屬負(fù)極材料設(shè)計及制備研究”的主題演講。

在硅基負(fù)極研究方面，陳麗娜介紹道，硅基負(fù)極材料納米化可以優(yōu)化材料性能，主要是進(jìn)行表面包覆，包括石墨烯包覆納米硅、人工SEI包覆納米硅以及協(xié)同包覆。

總體來看，實現(xiàn)多種形貌的納米硅的結(jié)構(gòu)設(shè)計，大大提高硅碳材料作為鋰離子電池負(fù)極的電化學(xué)性能：

石墨烯包覆納米硅可以有效的緩沖硅的膨脹，大大提高硅負(fù)極材料導(dǎo)電性及其倍率性能。

高離子導(dǎo)電的人工SEI包覆納米硅，能夠減少電解液在硅表面的分解，并提高納米硅顆粒的循環(huán)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

固態(tài)電解質(zhì)和石墨烯雙包覆協(xié)同作用可以從電子導(dǎo)電和離子導(dǎo)電以及SEI穩(wěn)定性等方面提高硅負(fù)極綜合性能。

在金屬鋰負(fù)極研究及其應(yīng)用方面，陳麗娜主要從非原位人工SEI構(gòu)建及固態(tài)電池應(yīng)用、親鋰性三維載體誘導(dǎo)金屬鋰均勻形核、鋰金屬生長方向控制、金屬鋰負(fù)極原位改性及其鋰空氣電池應(yīng)用四個方面進(jìn)行闡述。