應(yīng)對(duì)環(huán)境污染和能源危機(jī)，發(fā)展綠色環(huán)保的可再生新能源成為世界各國的基本戰(zhàn)略。作為一種能量轉(zhuǎn)換裝置，鋰離子電池已成為新能源產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)，在當(dāng)代社會(huì)中占有重要地位。
然而，其能量密度相對(duì)較低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足蓬勃發(fā)展的新能源產(chǎn)業(yè)對(duì)續(xù)航里程的需求。因而，發(fā)展高比能電池成為一個(gè)重要方向[2]。眾所周知，決定電池能量密度的關(guān)鍵是活性物質(zhì)。對(duì)于正極材料，高電壓、高容量的三元材料是最有希望的一類[3]。對(duì)于負(fù)極材料，硅因?yàn)榫哂凶罡叩睦碚撉朵嚾萘?/span>(約4 200 mAh/g)而備受關(guān)注[4-5]。然而，硅在嵌鋰過程中體積嚴(yán)重膨脹，導(dǎo)致負(fù)極結(jié)構(gòu)崩塌、活性材料脫落，進(jìn)而容量嚴(yán)重衰減；同時(shí)，低電導(dǎo)率也限制了它在鋰離子電池中的應(yīng)用[4-6]。因此，研究人員采取了一系列措施來改善硅基材料的儲(chǔ)鋰性能，如設(shè)計(jì)復(fù)合材料提高硅基材料的電導(dǎo)率，表面處理形成穩(wěn)定的SEI膜，制備核/殼結(jié)構(gòu)為其預(yù)留緩沖空間，合金化改善其導(dǎo)電性并穩(wěn)定電極的結(jié)構(gòu)等[4-6]。但是，大多數(shù)制備方法都非常復(fù)雜且對(duì)環(huán)境要求苛刻，成本高昂，難以在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用[5]，并且多數(shù)研究只關(guān)注材料的電化學(xué)行為，很少關(guān)注其工藝性能。而對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)而言，工藝性往往是決定性因素，因此商用鋰離子電池負(fù)極材料一般都有一定的工藝參數(shù)要求，但文獻(xiàn)一般并未涉及。
因而，本課題以廉價(jià)的丙烯酰胺為原料通過非常簡單的制備工藝合成了一種硅碳復(fù)合材料，借助和粒徑分析對(duì)其進(jìn)行了表征，并將之與三元材料匹配組裝了紐扣電池，分析其電化學(xué)性能，以期為硅碳材料在高比能鋰離子電池中的應(yīng)用提供理論和實(shí)踐支撐。
