原位固化对硅氧负极性能的影响

作者：张文^*; 李爽; 陈诚; 谌强

来源：储能科学与技术, 2023, 12(04): 1045-1050.

DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0718

• 原位聚合
• 硅氧负极
• 极片界面
• 膨胀

利用聚合物单体与引发剂在加热情况下能自发聚合的特点，在硅负极电解液中引入高离子电导率单体和引发剂，注液后采用热聚合的方式制备了原位固化的硅负极电芯。通过充放电设备测试了电芯的循环、倍率等性能，通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射光谱仪(XRD)、电化学工作站以及压汞仪等表征测试手段，对硅负极极片形貌和电化学性能进行表征。结果表明，固化后电芯常温0.5 C循环次数为349周，相比于液态电芯的230周，循环次数提升51.74%，同时固化后硅负极极片膨胀率相比液态电芯降低4.6%，极片孔隙率降低3.8%，且减少了循环后EIS和DCIR的增长，电芯性能明显优于液态电芯。从极片表征结果看出，固化可以改善硅负极极片界面，在硅负极表面和极片孔隙内形成一层聚合物电解质层，避免硅负极在嵌锂时膨胀粉化脱落，并稳定极片离子和电子导电网络。本研究有助于推动硅负极应用，为高能量密度电池技术的研发提供实验依据。