赵仕杰，马扬洲，谢迎春，宋广生，黄仁忠

(1.安徽工业大学材料科学与工程学院，安徽 马鞍山 243003；2.现代材料表面工程技术国家工程实验室,广东广州 510651;3.广东省现代表面工程技术重点实验室，广东广州 510651)

硅基材料作为锂离子电池的负极材料，由于其理论比容量高达4 200 mAh/g 和较低的放电电位(相对于Li/Li+约为0.4 V)而受到广泛关注。尽管具有诱人的优势，但其在大规模应用的过程中仍存在两个关键问题，首先是与锂化/脱锂过程相关的巨大体积膨胀会导致活性颗粒的粉化和快速循环诱导的容量衰减；其二是较低的初始库仑效率。特别是对于具有大表面积的纳米结构硅和SiOx基材料而言，主要是由于在第一次锂化过程中形成固体电解质中间相(SEI)层和在SiOx基质中捕获大量的锂离子[1]，首次嵌锂时，导致高的不可逆容量产生。

针对上述问题，最好的方法就是对硅基材料通过复合其他成分进行改性，合理控制硅基复合材料的尺寸和结构，整体提高负极材料的循环稳定性。当前，SiO2是最适合和Si 复合的候选材料。与纯硅材料相比，将Si 和SiO2复合作为负极存在三点优势，SiO2具有良好的机械强度，纳米SiO2本身在充放电过程中体积变化相对较小，首次充放电过程中形成的Li2O 和Li4SiO4等硅酸盐能起到分散原位生成的纳米硅区，并减小了循环过程中的体积变化[2]。因此，将Si 和SiO2复合作为前驱体形成纳米结构并进行改性，可以大大改善电极的性能。这有助于硅基材料在锂离子电池领域中早日实现商业化应用。……