周向阳，唐晶晶，杨 娟，王松灿，谢 静

(中南大学冶金科学与工程学院，湖南 长沙 410083)

锂离子电池因具有较高的能量密度及较长的使用寿命等优点，而广泛应用于许多便携式电子器件中。随着锂离子电池的应用范围向薄膜电池、动力电池等领域扩展，对电池的能量密度和使用寿命提出了更高的要求，而现有的锂离子电池体系已无法满足这种日益增加的需求，开发新型电极材料迫在眉睫。目前商业化锂离子电池体系中，石墨类负极材料的理论比容量仅为372 mAh/g[1-2]，因而寻求新型高性能负极材料成为研究焦点。在众多可选择的负极材料中，硅因其具有较高的理论比容量(4 200 mAh/g)及较低的脱嵌锂电压(对锂电压＜0.5 V)而备受瞩目。然而硅基材料所存在的最大问题就在于，在与锂合金化/去合金过程中会有较大的体积膨胀/收缩变化[3-4]，从而导致活性物质粉化并且与集流体失去电接触，极大的影响了硅基负极材料的循环性能及应用。目前对于高容量硅负极材料的改性主要采用表面改性[5]、掺杂[6-7]、复合[8-9]等方法，形成包覆或高度分散的体系，通过提高材料的力学性能，以缓解脱/嵌锂过程中的体积膨胀产生的内应力对结构的破坏。在众多改善其循环性能的方法中，减小活性物质尺寸[10-11]，制备纳米级硅基负极材料有望较好的解决这一问题。因为纳米材料具有较大的孔隙容积，能够容纳较大的体积膨胀而不致造成结构的机械破碎及崩溃[12]。本文主要综述了不同维数纳米硅材料(硅纳米颗粒、硅纳米线、硅纳米管及硅纳米薄膜)应用于锂离子电池负极中的研究进展。……