為了提高鋰電池的能量密度,市場急需容量高、成本低廉、可規(guī)模化生產(chǎn)的新型材料。與插層類石墨負極材料相比,Si、Ge、Al、Sb等合金類負極材料具有更高的儲鋰容量。
硅基負極材料
Apreo 2配備了YAG(釔鋁石榴石)材質(zhì)的超高靈敏度背散射探測器,通過不同元素的背散射電子產(chǎn)額的差異來區(qū)分負極材料中不同相。如圖1所示,分別為氬離子研磨前后的碳硅負極顆粒,白色較亮區(qū)域為SiO2顆粒,較灰色的為SiOx顆粒,較黑色的為碳顆粒,根據(jù)不同顆粒的元素組成差異而獲取不同的背散射襯度,從而輕松區(qū)分不同相的分布情況以及顆粒的尺寸信息。
硅納米顆粒通過合適的結(jié)構(gòu)設(shè)計也可提高SEI膜穩(wěn)定性。比如在Si顆粒外包覆一層無定形碳,如圖2所示,碳層具有良好的電子導電和離子導電性,也可限制硅顆粒向外膨脹,同時避免電解液與內(nèi)層Si直接接觸,顯著提高SEI膜穩(wěn)定性。
賽默飛場發(fā)射掃描電鏡Apreo 2
參考資料:
1、A Yolk-Shell Design for Stabilized and Scalable Li-Ion Battery Alloy Anodes,Nano Lett,2012,12,3315-3321.
2、Challenges and Recent Progress in the Development of Si Anodes for Lithium-Ion Battery,Adv. Energy Mater.,2017,1700715.
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