李建斌，陈金媛，任玉荣，彭工厂，黄小兵，袁红东

(1.常州大学 材料科学与工程学院，江苏 常州 213164； 2.江苏省新能源汽车动力电池制造技术工程研究中心(常州大学)，江苏 常州 213164； 3.常州市动力电池智能制造高技术重点实验室(常州大学)，江苏 常州 213164； 4.中国科学院成都有机化学研究所，四川 成都 610041； 5.湖南文理学院 化学与材料工程学院，湖南 常德 415000； 6.常州百利锂电智慧工厂有限公司，江苏 常州 213022)

锂离子电池已经广泛应用于便携式移动设备、电动汽车和智能电网等领域。随着能量密度需求的不断提升，传统石墨负极 (372 mA·h/g) 已经不能满足当下需求，而具有超高理论比容量的硅基负极 (4 200 mA·h/g) 正在成为下一代锂离子电池负极材料的领跑者，并且硅的脱嵌锂电位很低，只有0.4 V vs. Li/Li+，使得锂离子电池可以输出相对较高的电压。另外，硅的储量很高，是地球上第二丰富的元素，这就降低了硅负极的使用成本[1-3]。

虽然硅有以上种种优点，但是现在普遍认为硅负极材料存在以下问题：① 在充放电过程中，硅在嵌锂过程中伴随着剧烈的体积变化，完全锂化后的体积膨胀率高达320%，如此高的体积膨胀会导致电极结构粉碎，活性物质从集流体剥落，失去电化学接触，进而导致电池容量不可逆的损失，循环性能恶化；② 硅负极材料的体积膨胀也会使固体电解质界面膜(Solid Electrolyte Interphase, SEI)破裂之后持续生长，不可逆的消耗了来自电解质和正极的锂源，导致了较低的库伦效率；③ 硅是半导体，其本征导电率低，仅为6.7×10-4S/cm，增加了锂离子电池的阻抗，限制了锂离子电池的大电流充放电。……