重庆长安新能源汽车科技有限公司近日公开了一件硅复合负极材料及其制备方法相关专利，可逆容量在1000mAh/g以上，同时具备良好的导电性能和倍率性能。
随着新能源汽车的日益流行，锂离子电池由于具有高的工作电压，且无记忆效应、自放电小、能量密度大和循环寿命长的优点，受到动力电池领域广泛的关注。
目前，动力锂离子电池主要朝高能量密度、低生产成本、高安全方向发展，这也导致对电极材料的要求越来越高。尤其是负极材料，负极材料是电池中的重要组成部分，目前商用的石墨负极材料的理论容量为372mAh/g，已经不能满足如富锂材料、镍锰尖晶石高电压材料等高能量正极材料的容量匹配需求。
在这种情况下，具有超高容量的硅系材料(理论容量4200mAh/g)成为研究的热点。作为一种储量极其丰富的资源，其被认为是替代石墨负极的理想材料。
然而，硅负极材料在脱嵌锂反应过程中会发生剧烈的体积膨胀(0-300％)，导致电极材料的结构破坏与粉化，从而造成容量迅速衰减、循环寿命缩短的缺陷。
目前的研究表明，氧化亚硅在脱嵌锂过程中的体积膨胀率明显低于硅负极材料，但其导电性能、倍率性能仍难以达到实际应用的要求。
也有一些采用碳纳米管包覆硅负极材料的方法，例如在氧化亚硅的表面包覆一层碳纳米管，利用碳纳米管包覆层自身的强导电性来增加负极氧化亚硅主体的导电性和倍率性能。但是，该方法由于碳纳米管本身的中空结构，导致无法做到均匀包覆，同时在充放电过程中氧化亚硅本身的大幅度收缩会破坏碳纳米管结构，影响后续氧化亚硅的导电性。
长安新能源在近日公开的这件专利中提供的硅复合材料，其由硅、碳化硅和氧化亚硅作为基材，粒径在2~800nm之间。基材表面包覆有Nb2S2C、Ta2S2C，这两种材料本身为层状二维结构，层间距较大，具有较高的导电性，包覆在硅基材表面后，方便了锂离子的快速嵌脱，从而提升硅复合材料的倍率性能，提升了硅复合材料整体的导电性。
同时，Nb2S2C和Ta2S2C本身具有较高的储锂性能(比容＞400mAh/g)，包覆在硅基材表面后，整体的比容仍能保持在400mAh/g，从而有效保证了负极材料的能量密度，扩宽了负极材料的适用性。
应用专利中的硅复合材料在常温下以0.5C进行放电测试，可以发现其可逆容量均在1000mAh/g以上，表现出了优异的储锂性能。
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