锂离子电池硅碳负极材料研发现状与发展趋势
硅碳纳米负极材料
硅碳纳米负极材料简介硅碳纳米负极材料是一种新型的负极材料，由硅、碳以及纳米级的颗粒组成。
它具有优异的电化学性能和稳定性，被广泛应用于锂离子电池等能源存储领域。
本文将详细介绍硅碳纳米负极材料的特点、合成方法、性能评价以及应用前景。
特点1. 高容量硅碳纳米负极材料的最大特点是具有高容量。
由于硅元素的特殊性质，硅碳纳米材料可实现比传统碳负极材料更高的容量。
这是因为硅具有较高的理论比容量，为4200mAh/g，远远超过了传统碳负极材料的372mAh/g。
因此，硅碳纳米负极材料成为提高电池储能密度的重要选择。
2. 优异的循环性能硅碳纳米负极材料具有优异的循环性能。
由于硅碳材料结构特殊，通过纳米化技术可以使硅颗粒与碳基负极材料充分结合，形成稳定的复合结构。
该结构能够缓解硅材料充放电过程中的体积膨胀和收缩，从而提高其循环稳定性和抗容量衰减能力。
3. 优秀的电导率硅碳纳米负极材料的电导率较高。
硅和碳的复合结构使得电子在硅碳颗粒之间容易传导，同时硅碳颗粒之间的间隙有利于锂离子的传输。
因此，硅碳纳米材料能够有效提高电池的充放电性能和功率输出能力。
合成方法硅碳纳米负极材料的合成方法多种多样，下面介绍两种常用的方法。
1. 溶液热解法溶液热解法是一种常用的合成方法。
首先，将硅源和碳源溶解在适当的有机溶剂中，形成一个混合溶液。
然后，将混合溶液转移到高温炉中，在一定的反应温度下进行热解。
最后，通过洗涤、离心等方法获取硅碳纳米材料。
2. 气相沉积法气相沉积法是另一种常用的合成方法。
该方法需要使用化学气相沉积设备，在适当的反应温度和气氛条件下进行。
通常，硅源和碳源会以气体的形式输入反应器中，然后在催化剂的作用下进行反应。
最终，硅碳纳米材料会在反应器壁上沉积形成。
性能评价硅碳纳米负极材料的性能评价主要包括容量、循环性能和电导率等方面。
1. 容量测试容量测试是评价硅碳纳米负极材料容量性能的重要指标。
常用的测试方法包括恒流充放电测试和循环伏安法。
硅碳复合负极材料
硅碳复合负极材料引言：随着电动汽车和可再生能源的迅猛发展，锂离子电池作为重要的储能设备也越来越受到关注。
作为锂离子电池的核心部分，负极材料的性能对电池的循环寿命、能量密度以及安全性等方面起着重要作用。
近年来，硅碳复合负极材料因其出色的性能表现而备受瞩目。
本文将重点探讨硅碳复合负极材料的特点、制备方法以及应用前景。
一、硅碳复合负极材料的特点硅碳复合负极材料是将硅材料与碳材料相结合而成的复合材料。
相比于传统的石墨负极材料，硅碳复合负极材料具有以下特点：1. 高容量：硅碳复合负极材料具有较高的锂离子储存容量，可以实现更高能量密度的锂离子电池；2. 良好的循环性能：硅碳复合负极材料具有较好的循环稳定性，可以保持较长的循环寿命；3. 快速充放电性能：硅碳复合负极材料具有较高的电导率和离子扩散速率，可以实现快速充放电；4. 抗体积膨胀：硅碳复合负极材料能够有效抑制硅材料在锂离子嵌入过程中的体积膨胀，提高电池的稳定性和安全性。
二、硅碳复合负极材料的制备方法制备硅碳复合负极材料的方法主要有以下几种：1. 机械混合法：将硅材料和碳材料进行机械混合，并利用高温热处理使其形成复合结构；2. 化学气相沉积法：利用化学气相沉积技术在碳材料表面沉积硅材料，形成硅碳复合结构；3. 溶胶凝胶法：通过溶胶凝胶过程将硅源和碳源溶解在溶液中，然后通过热处理使其形成硅碳复合材料；4. 碳热还原法：在高温条件下，利用碳材料对硅化合物进行还原，形成硅碳复合材料。
三、硅碳复合负极材料的应用前景硅碳复合负极材料由于其优异的性能，在锂离子电池领域具有广阔的应用前景：1. 电动汽车：硅碳复合负极材料可以提高电动汽车的续航里程和充电速度，满足人们对电动汽车高能量密度和快速充电的需求；2. 可再生能源储存：硅碳复合负极材料具有高容量和循环稳定性，可以提高可再生能源的储存效率和利用率；3. 移动电子设备：硅碳复合负极材料可以提高移动电子设备的电池容量和使用时间，满足人们对移动设备长续航的需求。
硅基负极材料的开发与应用相关演讲
硅基负极材料是锂离子电池领域的重要研究方向之一。
随着电动车、可穿戴设备等电子产品的不断普及，对于电池的能量密度、循环寿命等性能要求也越来越高。
在这样的背景下，发展高性能的硅基负极材料成为了当前研究的重要课题之一。
本文将围绕硅基负极材料的开发与应用展开相关演讲，深入探讨该领域的研究进展、挑战和前景。
一、硅基负极材料的研究现状目前，硅基负极材料主要存在以下几个问题：硅具有非常高的理论容量，但是在充放电循环过程中会发生体积膨胀、收缩的现象，导致电极材料的粉化、裂解，严重影响了电池的循环寿命。
硅基材料对于电解液中的锂离子有较强的化学反应性，会导致电解液的分解和固体电解质膜的破坏。
由于这些问题的存在，目前硅基负极材料在实际应用中受到了一定的限制。
如何解决硅基负极材料的体积膨胀、化学反应等问题，成为了当前研究的重点。
二、解决硅基负极材料问题的研究方向针对硅基负极材料存在的问题，目前的研究方向主要包括但不限于以下几个方面：1. 纳米结构设计：通过纳米化技术，改变硅材料的微观结构，减缓体积膨胀速率，提高材料的循环寿命。
2. 多孔结构设计：设计合适的多孔结构，增加硅的机械稳定性，减小体积膨胀对电极材料的影响。
3. 包覆技术：采用包覆技术将硅材料包覆在碳、氧化物等包覆层中，减少其与电解液的直接接触，降低化学反应性。
4. 合金化改性：将硅材料与其他材料进行合金化改性，改善硅材料的电化学性能，提高电池循环寿命。
三、硅基负极材料的应用前景随着上述研究方向的不断探索和实验研究，针对硅基负极材料的问题已经取得了一定的进展。
一些新型的硅基负极材料，在提高电池循环寿命、充放电性能等方面取得了显著的改善。
可以预见，在未来的一段时间内，硅基负极材料有望在电动车、储能等领域得到更广泛的应用。
结语硅基负极材料的开发与应用是一个充满挑战但又充满希望的领域。
通过不断地探索和创新，相信在不久的将来，硅基负极材料必将迎来新的突破，为新能源领域的发展做出更大的贡献。
纳米硅碳负极材料研究报告
纳米硅碳负极材料研究报告0 引言自 1991 年 SONY 公司以石油焦炭为负极材料将锂离子电池推向商业化以来，因其出色的循环寿命、较高工作电压、高能量密度等特性，锂离子电池一经推出就受到人们的广泛关注，迅速成为能源储存装置中的明星。
近年来，随着新能源交通工具(如 EV 和 HEV)的发展，对锂离子电池提出了更高的要求。
作为锂离子电池关键部分的负极材料需要具备在 Ii 的嵌入过程中自由能变化小，反应高度可逆;在负极材料的固态结构中有高的扩散率;具有良好的电导率;优良的热力学稳定性以及与电解质良好的相容胜等。
研究者们通过开发具有新颖纳米结构的碳材料和非碳材料，来提高作为锂离子电池负极的嵌铿性能。
然而，这些新颖的材料，如 Sn, Si, Fe、石墨烯、碳纳米管，等，虽然其理论嵌1铿容量较高(Sn 和 Si 的理论嵌铿容量分别为 994mAh/g 和 4 200 mAh/g ，但由于制备工艺相当复杂，成本较高，而且在充放电过程中存在较大的体积变化和不可逆容量。
因此，若将其进行商业化应用还需要解决许多问题。
锂离子电池具有高电压、高能量、循环寿命长、无记忆效应等众多优点，已经在消费电子、电动土具、医疗电子等领域获得了少’一泛应用。
在纯电动汽车、混合动力汽车、电动自行车、轨道交通、航空航天、船舶舰艇等交通领域逐步获得推少’一。
同时，锉离子电池在大规模可再生能源接入、电网调峰调频、分布式储能、家庭储能、数据中心备用电源、通讯基站、土业节能、绿色建筑等能源领域也显示了较好的应用前景1 不同负极材料的特点评述天然石墨有六方和菱形两种层状品体结构同，具有储量大、成本低、安全无毒等优点。
在锉离子电池中，天然石墨粉末的颗粒外表面反应活性不均匀，品粒粒度较大，在充放电过程中表面品体结构容易被破坏，存在表面 SEI 膜覆盖不均匀，导致初始库仑效率低、倍率性能不好等缺点。
为了解决这些问题，可以采用颗粒球形化、表面氧化、表面氟化、表面包覆软碳、硬碳材料以及其它方式的表面修饰和微结构调整等技术对天然石墨进行改性处理。
2024年硅碳复合负极材料市场前景分析
2024年硅碳复合负极材料市场前景分析引言硅碳复合负极材料作为一种新型的负极材料，在锂离子电池领域受到了广泛的关注。
它可以在一定程度上解决传统石墨负极材料容量低、循环稳定性差的问题。
本文将对硅碳复合负极材料的市场前景进行详细分析，探讨其在能源领域的应用潜力。
1. 硅碳复合负极材料的优势硅碳复合负极材料相比传统石墨负极材料具有以下优势：1.高容量：硅碳复合负极材料具有更高的理论容量，可以实现更高的能量密度，提高电池的续航能力。
2.良好的循环稳定性：硅碳复合负极材料相比单纯的硅负极材料具有更好的循环稳定性，可以延长电池的使用寿命。
3.低成本：硅碳复合负极材料的生产成本相对较低，可以降低整体电池制造成本。
2. 硅碳复合负极材料市场规模目前，硅碳复合负极材料市场规模较小，但随着锂离子电池需求的增加，市场规模有望逐渐扩大。
1.锂离子电池市场增长：随着电动汽车、可再生能源和储能市场的快速发展，对高容量锂离子电池的需求不断增加，从而推动了硅碳复合负极材料市场的发展。
2.政府政策支持：许多国家纷纷推出鼓励电动汽车发展的政策，如减少或取消购车税、提供充电基础设施等，这些政策将进一步促进硅碳复合负极材料市场的增长。
3.技术进步：随着技术的不断进步，硅碳复合负极材料的制备工艺逐渐成熟，产品性能稳定性得到提高，这将进一步推动市场的发展。
3. 硅碳复合负极材料市场主要应用领域硅碳复合负极材料市场主要应用于以下领域：1.电动汽车：电动汽车是硅碳复合负极材料的主要应用领域之一。
电动汽车市场的快速发展将带动硅碳复合负极材料市场的增长。
2.可再生能源储能系统：随着可再生能源的普及和储能需求的增加，硅碳复合负极材料在储能系统中的应用潜力巨大。
3.移动设备：硅碳复合负极材料也可以应用于手机、平板电脑等移动设备的电池中，提供更高的能量密度和更长的续航时间。
4. 硅碳复合负极材料市场挑战和机遇虽然硅碳复合负极材料市场具有良好的发展前景，但面临一些挑战和机遇。
锂离子电池硅基负极材料研究现状与发展趋势
XX大学毕业论文题目锂离子电池硅基负极材料研究现状与发展趋势姓名 XX 教育层次大专学号 XX 省级电大 XX专业应用化工技术分校 XX指导教师 XX 教学点 XX目录一、 (4)二、 (4)三、 (5)四、 (6)五、 (6)（一） (6)（二） (7)参考文献 (7)致谢 (8)锂离子电池硅基负极材料研究现状与发展趋势摘要: 硅基负极材料因具有高电化学容量是一种极具发展前景的锂离子电池负极材料. 评述单质硅、硅-金属合金、硅-碳复合材料以及其他硅基复合材料作为锂离子二次电池负极材料的最新研究成果, 分析锂离子电池硅负极材料存在问题, 探讨硅基负极材料的合成、制备工艺以及未来硅基材料的研究方向和应用前景. 分析结果表明, 通过硅的纳米化、无定形化、合金化及复合化等技术手段, 实现硅基负极材料同时兼备高容量、长寿命、高库伦效率和倍率性能, 是未来的主要发展方向.关键词: 应用化学; 锂离子电池; 负极材料; 硅基复合材料。
锂离子二次电池因具有比能量高、充放电寿命长、无记忆效应、自放电率低、快速充电、无污染、工作温度范围宽和安全可靠等优点, 已成为现代通讯、便携式电子产品和混合动力汽车等的理想化学电源. 在制造锂离子二次电池的关键材料中, 负极材料是决定锂离子电池工作性能和价格的重要因素. 目前商业化的负极材料主要是石墨类碳负极材料, 其实际容量已接近理论值(372 mA·h / g), 因此不能满足高能量密度锂离子微电池的要求. 另一方面, 石墨的嵌锂电位平台接近金属锂的沉积电势, 快速充电或低温充电过程中易发生“析锂” 现象从而引发安全隐患. 此外, 石墨材料的溶剂相容性差, 在含碳酸丙烯酯等的低温电解液中易发生剥离导致容量衰减[1] . 因此, 寻求高容量、长寿命、安全可靠的新型负极材料来代替石墨类碳负极, 是锂离子电池发展的迫切需要. 在各种新型合金化储锂的材料中, 硅容量最高, 能和锂形成Li 12 Si 7 、Li 13 Si 4、Li7Si3 、Li15Si4 和Li22Si5等合金, 理论储锂容量高达4212mA·h / g, 超过石墨容量的10倍[2-3] ; 硅基负极材料还具有与电解液反应活性低和嵌锂电位低(低于0.5 V) 等优点[4-5] . 硅的嵌锂电压平台略高于石墨, 在充电时难以引起表面锂沉积的现象, 安全性能优于石墨负极材料[6] . 此外, 硅是地壳中丰度最高的元素之一, 其来源广泛, 价格便宜, 没有毒性, 对于硅负极材料的商业化应用具有极大的优势. 本文评述了近年来单质硅、硅-金属合金以及硅-碳复合材料和其他硅基复合体系作为锂离子二次电池负极材料最新研究成果, 并对今后研究方向和应用前景作了展望.一、硅脱嵌锂时的结构变化硅电极在脱嵌锂的过程中的体积效应所造成的容量快速衰减, 是其实用化进程的巨大阻碍[7-8] . 在电化学储锂过程中, 每个硅原子平均结合44个锂原子后得到Li22Si5合金相, 造成材料的体积变化可达到300% 以上[9] . 由巨大的体积效应产生的机械应力会促进电极表面微裂纹的产生和传播, 使活性物质从集流体上逐渐破裂、脱落, 从而丧失与集流体的电接触, 造成电极循环性能迅速下降[10] . 另外, 由于硅本身是半导体材料, 本征电导率比较低, 仅有 6.7 × 10 - 4 S / cm, 故需加入导电剂来提高电极的导电性[11] . 为解决这一难题, 人们利用纳米硅粉体作为负极材料, 但研究表明, 锂离子在纳米硅材料中的反复嵌入和脱出会导致硅纳米颗粒发生不可逆的电化学烧结, 造成电池循环性能的急剧下降[12] .导致硅负极材料容量剧烈衰减的另一重要原因是现有电解液中的LiPF6 分解所产生微量HF 对硅造成了腐蚀[18] . 此外, 由于其剧烈的体积效应造成的颗粒粉化, 使得新的硅原子不断消耗Li + , 导致在常规的LiPF6电解液中难以形成稳定的表面固体电解质(solid electrolyte interface, SEI) 膜, 随着活性物质的粉化脱落和电极结构的破坏, 新暴露出的硅表面不断与电解液反应形成新SEI 膜, 导致充放电效率降低, 容量衰减加剧.为使硅材料具有高容量, 同时兼具有良好的循环性能, 目前主要通过以下3 种方法来改善硅基负极材料的电化学性能: ①制备硅纳米材料. 一则可减小硅的绝对体积变化, 另则制备非晶硅薄膜等以消除晶体硅的非均匀变形; ②制备硅基合金材料. 使硅与其他元素形成硅化物, 以减小材料体积变化; ③制备硅基复合材料. 使硅与其他非金属类材料复合, 通过缓冲基体的缓冲性能限制硅的体积变化。
硅碳负极项目总结汇报
硅碳负极项目总结汇报硅碳负极项目总结汇报一、项目背景硅碳负极是新一代锂离子电池负极材料，具有高比容量、长循环寿命和低成本等优点，已经成为锂离子电池领域的研究热点。
本项目以开发硅碳负极材料为目标，旨在提高电池的能量密度、循环寿命和安全性能。
二、项目目标1. 开发高性能的硅碳负极材料，使其具备更高的比容量和更好的循环稳定性；2. 优化硅碳负极与正极材料的匹配，提高电池的能量密度；3. 提升硅碳负极的制备工艺和生产技术，降低成本，增强竞争力。
三、项目进展1. 材料研发：通过多种合成方法，成功研制出一系列硅碳负极材料，并进行了物理性质和电化学性能的表征。
其中，经过筛选，确定了一种性能较好的硅碳复合材料作为主要研究对象。
该材料具备良好的循环稳定性，较高的比容量，并可通过调整硅碳比例来实现更好的性能。
2. 电池性能测试：将研发的硅碳负极材料与商业化正极材料进行组装，制备出锂离子电池，并进行循环寿命测试和性能评估。
测试结果表明，硅碳负极材料具有较高的初始比容量和较好的循环保持率，相比传统石墨负极有明显的优势。
此外，通过微观结构表征和电化学测试，发现硅碳负极材料能够有效缓解锂离子的体积膨胀问题，并减少电极的破裂和损伤。
因此，硅碳负极具备较好的应用前景。
3. 工艺改进：在材料制备过程中，通过对合成工艺的优化和设备的改进，成功提高了硅碳负极材料的制备效率和产品一致性。
此外，还改进了电池组装工艺，提高了电池的一致性和产能。
这将有助于降低产品成本，提高市场竞争力。
四、项目成果1. 发表论文：项目组成员在国际著名期刊上发表了多篇与硅碳负极材料相关的学术论文，提高了团队的学术影响力。
2. 专利申请：项目组申请了多项与硅碳负极材料相关的发明专利，并已获得一部分授权，为公司的技术积累提供了保障。
3. 产品开发：以项目开发的硅碳负极材料为基础，公司成功推出了一款新型硅碳负极锂离子电池，并已在特定领域展开市场营销。
五、存在问题与展望1. 硅碳负极材料的成本仍然较高，继续降低成本是下一步工作的重点；2. 没有找到合适的商业化生产工艺，需要进一步研究和开发；3. 到目前为止，硅碳负极材料在大规模应用上仍然存在一些挑战，需要继续深入研究；4. 下一步计划进一步优化硅碳负极材料的性能，尝试与其他材料的复合，提高电池性能，并探索新的应用领域。
2024年负极材料市场分析现状
2024年负极材料市场分析现状引言负极材料在电池中扮演着重要的角色，直接影响了电池的性能和寿命。
随着新能源领域的迅猛发展，负极材料市场也呈现出快速增长的趋势。
本文将对当前负极材料市场的现状进行分析，并探讨未来的发展趋势。
1. 负极材料市场概述负极材料通常由金属氧化物、碳材料和硅材料等组成。
市场上主要的负极材料有石墨、硅、锂钛酸锂等。
随着新能源产业的发展，负极材料市场也不断扩大。
目前，全球市场上负极材料的需求主要来自电动汽车和储能设备等领域。
2. 需求驱动因素负极材料市场的快速增长得益于多方面的需求驱动因素。
首先，全球对清洁能源的需求不断增加，推动了电动汽车等新能源产品的快速发展，进而带动了负极材料的需求增长。
其次，能源储存技术的进步也推动了储能设备市场的发展，为负极材料市场创造了更多的需求。
此外，政府的支持和政策激励也对负极材料市场的发展起到了积极作用。
3. 市场竞争格局目前，全球负极材料市场呈现出竞争激烈的格局。
主要的负极材料供应商包括巴斯夫、科思创、中信国安等。
这些公司拥有强大的研发实力和生产能力，在市场中占据着一定的份额。
此外，新的参与者也在不断涌现，使得市场竞争更加激烈。
面对激烈的市场竞争，负极材料供应商需要通过技术创新和产品差异化来获得竞争优势。
4. 技术进展和创新随着负极材料市场的发展，技术进步和创新成为了推动市场增长的关键因素。
目前，负极材料市场的主要技术创新方向包括提高能量密度，延长电池寿命，提高快速充电性能等。
例如，一些公司正在研发更高容量的负极材料，以提高电池的能量密度；同时，一些新型材料的引入可以延长电池的寿命。
这些技术创新有助于提升负极材料的市场竞争力。
5. 发展趋势展望未来，负极材料市场将继续保持快速增长的态势。
一方面，随着全球清洁能源需求的持续增加，电动汽车和储能设备市场的发展将为负极材料市场提供更多的需求。
另一方面，随着技术的进步和创新，负极材料的性能将得到进一步提升，这也将推动负极材料市场的发展。
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Material Sciences 材料科学, 2020, 10(4), 248-252Published Online April 2020 in Hans. /journal/mshttps:///10.12677/ms.2020.104030Research and Development Status andTrend of Silicon Carbon Anode Materialsfor Lithium Ion BatteriesYimin Xie1*, Jin Guo2, Xianhua Dong11Shandong Tianli Energy Co., Ltd., Jinan Shandong2Dalian Research Institute of Petroleum and Petrochemicals, Sinopec, Dalian LiaoningReceived: Mar. 31st, 2020; accepted: Apr. 15th, 2020; published: Apr. 22nd, 2020AbstractThis paper introduces the development process, research and development status and develop-ment trend of silicon carbon anode materials for lithium-ion batteries. The electrochemical prop-erties of the silicon carbon anode materials with different materials and different methods are quite different. The specific capacity ranges from about 500 mAh/g to about 2000 mAh/g. After 40 cycles, the capacity retention rate ranges from 47% to more than 90%. The research and devel-opment trend of silicon carbon anode materials is put forward. In the research and development process, the raw materials and material composite methods should be determined according to the use goal of the battery. In addition, attention should be paid to the uniformity of the micro structure and the stability of the macro structure, so as to solve the problems of volume expansion and poor conductivity of silicon materials.KeywordsLithium Ion Battery, Silicon Carbon Anode, Composite Material, High Specific Capacity锂离子电池硅碳负极材料研发现状与发展趋势谢以民1*，郭金2，董宪华11山东天力能源股份有限公司，山东济南2中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，辽宁大连收稿日期：2020年3月31日；录用日期：2020年4月15日；发布日期：2020年4月22日*通讯作者。
谢以民 等摘 要本文介绍了锂离子电池硅碳负极材料的发展过程、研发现状和研发趋势。
不同原料和不同方法复合的硅碳负极材料的电化学性能有较大差别，比容量从500 mAh/g 左右到2000 mAh/g 左右，循环40次后，容量保持率从47%到90%以上不等。
提出了硅碳负极材料的研发趋势，研发过程中，应根据电池使用目标确定原材料和材料复合方法，另外应注意材料微观结构的均匀性和宏观结构的稳定性，以期解决硅材料的体积膨胀问题和导电性差问题。
关键词锂离子电池，硅碳负极，复合材料，高比容量Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). /licenses/by/4.0/1. 锂离子电池硅碳负极材料锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、环境污染小和无记忆效应等优点，已经广泛应用于3C 电子产品、电动汽车、规模储能和航空航天等领域。
近年来随着世界各国大力发展新能源汽车，锂离子电池技术面临前所未有的挑战，即提高电池能量密度和安全性能。
随着国家新能源汽车领域的快速发展，为满足电动汽车长续航里程的需求，国家科技部要求2020年把锂离子动力电池单体比能量提高至300 Wh/kg [1]。
因此，高能量密度和高安全性锂离子电池的开发成为未来的重要的发展方向。
负极材料是锂离子电池的重要组成部分，占锂离子电池总成本的25%~28%，它直接影响着电池的能量密度、循环寿命和安全性能等关键指标。
传统锂离子电池的石墨负极已经无法满足现有需求，高能量密度负极材料成为企业研发的新热点。
硅基材料由于具有丰富的储量和4200 mAh/g 的理论比容量以及合适的电压平台，正逐渐成为电池企业和锂电材料企业改善负极性能的优先选择，是最具潜力替代石墨负极(理论比容量372 mAh/g)的下一代锂离子电池负极材料之一，具有广阔的市场前景。
但是硅基材料也存在一些问题，例如在电池充放电过程中导致体积膨胀(膨胀至原体积的3倍)，导致电极结构受到破坏，影响电池循环性能。
另外硅是半导体，导电性达不到电池材料的要求。
这些特点使得硅作为负极材料在实际应用中困难重重。
解决方案之一就是将硅与导电性较好并且孔隙率较高的碳材料进行复合，以期解决硅材料的缺点，显著提高电池的理论比容量和循环性能。
2. 锂离子电池硅碳负极材料研发现状总体来说，硅碳负极的研发受到学术界和工业界的双重重视，已经取得了较好的效果。
以下以硅碳负极材料的制备方法不同进行简述。
2.1. 球磨法球磨法设备易得，使用方便。
冯雪娇[2]通过球磨法制备了多孔硅/碳复合材料，经过CVD 法进一步碳包覆后制的的多孔硅/碳复合材料经过200次循环后可逆容量为982 mAh/g ，容量保持率为86%。
采用喷雾干燥法和镁热还原法制备了多孔硅，通过CVD 法在多孔硅表面包覆了一层厚度4 nm 的碳层，在5 C谢以民等倍率下循环，多孔硅/碳复合材料可逆容量保持在1100 mAh/g，0.5 C倍率下进行长期循环，100次循环后可逆容量仍有1780 mAh/g，容量保持率为90%。
陈瑶[3]机械球磨法，选择硅铁合金和石墨为原料制备了具有核–壳结构的FeSi2/Si@C复合材料，可逆比容量达到1010 mAh/g，循环200圈后，容量保持率在93%以上，即使在1000 mA/g的电流密度下，复合材料仍具有700 mAh/g以上的比容量。
孙威[4]采用等离子球磨法制备了两种具有石墨烯纳米片包覆Si特征结构的硅/石墨和硅/膨胀石墨复合负极材料。
在0.2 A/g的电流密度下，可逆容量为942 mAh/g，100次循环后容量保持率为88%。
彭果戈等[5]采用两步球磨、高温热解法，以硅、葡萄糖和石墨为原料制备了Si/C复合负极材料，放电电流密度为100 mA/g 时，放电容量为943 mAh/g，循环40次后，比容量为671 mAh/g。
球磨法单独使用制备硅碳负极材料，容量保持率和可逆容量稍低。
与其他方法联用后可有效提高材料的比容量、容量保持率和电池循环性能等。
2.2. 高温分解和镁热还原法高温分解法是制备纳米颗粒的常用方法，一般得到颗粒的粒度分布较窄。
镁热还原法一般在惰性气体保护下进行，对实验系统的密闭性有较高的要求。
杨万光[6]通过高温热解法，利用煤焦油沥青为前驱物制备了高容量硅碳复合材料，发现制备材料的首次比容量在700 mAh/g左右，首次充放电效率均大于80%。
王东[7]采用高温裂解法制备了SiOC/膨胀石墨负极材料，首次放电比容量为1354 mA/g，循环60次后可逆容量仍大于300 mA/g。
李群[8]采用镁热还原法，以硅气凝胶为硅源合成一种三维多孔硅/碳复合材料，充放电测试表明，在200 mA/g的高电流密度下，能够保持1552 mAh/g的可逆容量和接近100%的库伦效率。
在2 A/g的电流密度下，硅/碳复合材料展现了1057 mAh/g的容量。
钟海[9]采用镁热还原法制备了一系列硅负极材料，在0.1 A/g的电流密度下，放电容量可达2045 mAh/g，充电容量为1901 mAh/g。
电流密度为8 A/g时，电极的放电容量为322 mAh/g，充电容量为326 mAh/g。
王明珊[10]采用镁热还原法，以硅藻土为原料制备了多孔硅，以酚醛树脂为原料制备了多孔硅/碳复合材料，含硅量为67%的多孔硅/碳复合材料的首次可逆容量为1628 mAh/g，经过30次充放电循环后容量保持在759 mAh/g。
从数据来看，镁热还原法制备的硅碳负极材料性能要由于高温裂解法，放电容量可大于2000 mAh/g，且在大电流放电条件下具有较好的倍率性能。
2.3. 化学气相沉积法化学气相沉积法常用来制备涂层或纳米材料。
朱小奕[11]通过化学气相沉积法合成的硅碳纳米线结构可更好的缓解硅材料的体积效应。
合成的硅/石墨复合材料电流密度为50 mA/g时，可逆容量为562 mAh/g。
合成的硅/石墨烯复合材料首次可逆容量为518 mAh/g，库伦效率为70% (电流密度50 mA/g)。
合成的硅/碳纳米管复合材料的首次可逆容量为823 mAh/g，库伦效率69.8% (电流密度50 mA/g)，循环50圈后，比容量为770 mA/g。
Wang [12]等采用化学气相沉积法制备了硅/碳纳米管复合材料。
电化学性能测试表明，首次可逆容量可达2000 mAh/g，首次库伦效率80%，经过40次循环，材料容量基本未衰减。
Magasinski[13]利用化学气相沉积法嵌入型硅碳复合材料，该材料表现出优异的容量和倍率性能。