第37卷第6期2022年12月安徽工程大学学报JournalofAnhuiPolytechnicUniversityVol.37No.6Dec.2022文章编号:1672-2477(2022)06-0001-10收稿日期:2022-04-03基金项目:国防科技重点实验室基金资助项目(6142005180208);安徽省重大专项基金资助项目(HX-2020-08-011);安徽省高校协同创新基金资助项目(GXXT-2019023)作者简介:欧阳冬冬(1996-),男,浙江温州人,硕士研究生。通信作者:朱协彬(1964-),男,安徽濉溪人,教授,硕导。汪徐春(1970-),男,安徽太湖人,教授,硕导。多孔硅的制备机理及其作为锂电池负极材料的研究进展欧阳冬冬1,刘倩蕊2,朱协彬1*,汪徐春3*,张文强1,刘澳坤3(1.安徽工程大学材料科学与工程学院,安徽芜湖241000;2.南京理工大学环境与生物工程学院,江苏南京210094;3.安徽科技学院化学与材料工程学院,安徽蚌埠233030)摘要:因多孔硅具有独特的孔状纳米结构,可控的物理化学特性,巨大的内比表面积,使其在能源存储与转换、药物载体、催化等领域具有巨大应用前景。尤其是在锂电池领域使用多孔硅作为负极材料以来,由于其丰富的孔状结构能有效适应充放电过程中硅体积膨胀并缓解内部应力以防止颗粒粉化,还能给锂离子的嵌入脱出提供通道,因而引起研究者们的广泛兴趣。虽然已经有众多的多孔硅制备方法被报道,但是探索一种简单快速、成本低廉、绿色环保工艺制备出结构可控的多孔硅纳米材料仍然是一个巨大的挑战。基于课题组近年来的研究进展和相关文献,归纳了关于多孔硅纳米材料的制备方法和基本反应机理,及其在高能锂电池领域负极材料的应用,并进一步展望了多孔硅纳米材料的未来发展方向。关键词:多孔硅;制备;机理;锂电池中图分类号:O612.72文献标志码:A近年来,随着环球能源危机的加重和“碳中和”、“碳达峰”的提出,新能源及其电动交通工具的需求量日益增大,新能源电池越来越难满足消费者的需求[1-2]。其中,高性能锂电池(LIB)是目前新兴的能源之一,因其具备高比容量、充放电彻底、工作温度范围宽、自损耗率低等优点,已经在新能源汽车、便携式电脑和移动手机等领域获得普遍的应用。根据全球清洁能源发展需要,LIB需要往更高的能量密度和功率密度以及更绿色环保的方向发展。目前,锂电池大多采用石墨作为负极材料来起到导电和负载活性物质的作用。但是,石墨材料的理论比容量相对较差(372mAh/g)[3-4]。因此,探寻一种高性能的负极材料是亟需解决的问题。而硅基材料具有理论较高的比容量(4200mAh/g),并且硅在自然界储备含量位居第二[5]。由于硅的理论嵌/脱锂电位...
