材料研究与应用2023，17（3）：567‑571MaterialsResearchandApplicationEmail：clyjyyy@gdinm.comhttp：//mra.ijournals.cn锂离子电池微米级三维多孔硅负极材料合成及性能研究夏浩涛,石宇,赖文劲,罗文*,黄金（广东工业大学材料与能源学院，广东广州510006）摘要：三维硅已被证明为极具前景的锂离子电池负极材料，然而现有的三维硅负极在循环性能和初始库伦效率等方面存在挑战。采用盐酸刻蚀、镁热还原和表面组装的策略，从天然蒙脱矿土直接制备出微米级的三维多孔硅/二氧化钛（3DpSi@TiO2）复合材料。结果表明：复合材料具有的三维多孔结构能够提供足够的空隙，缓解了脱-嵌锂过程中发生的体积膨胀，缩短了电子传输和锂离子扩散的路径，有利于锂离子的快速嵌入和脱出并减少极化；与二氧化钛的有效复合，进一步提高了复合材料的导电率及结构的稳定性；3DpSi@TiO2负极在0.5A∙g−1电流密度下循环200次后，可逆容量高达1261.19mAh∙g−1及90.79%的优异容量保持率，同时初始库伦效率可达到80.6%。关键词：蒙脱矿土；微米级；三维多孔硅；锂离子电池；负极材料中图分类号：TM912文献标志码：A文章编号：1673-9981（2023）03-0567-05引文格式：夏浩涛，石宇，赖文劲，等.锂离子电池微米级三维多孔硅负极材料合成及性能研究［J］.材料研究与应用，2023，17（3）：567-571.XIAHaotao，SHIYu，LAIWenjing，etal.SynthesisandPerformanceResearchofMicron-ScaleThree-DimensionalPorousSili‑conAnodeMaterialforLithium-IonBatteries［J］.MaterialsResearchandApplication，2023，17（3）：567-571.在碳达峰和碳中和的背景下，发展新能源产业是未来必然的趋势。由于锂离子电池具有高循环寿命、高比能量、体积小、质量轻、无记忆效应等优点，所以是目前综合性能最好的电池体系。在锂离子电池中负极材料起着至关重要的作用，常见的负极材料有锡基材料、碳材料和硅基材料等。硅材料具有较大的理论比容量（4200mAh∙g−1）、电解液反应活性低，以及储量丰富，是新一代锂离子电池负极材料的理想选择［1］。但是，硅材料在与锂的合金化反应过程中会产生剧大的体积膨胀，这容易导致活性材料粉化脱落，以及硅材料在电解液中无法形成稳定的SEI膜，并且电极结构被破坏后新暴露出的硅表面会再次形成新的SEI膜，从而导致容量衰减［2］。为解决硅负极材料循环稳定性差及导电性差等问题，国内外学者提出了纳米化［3］、多孔化［4］、合金化［5］、表面包覆［6］等方法。Ya...
