Кремний-углеродные аноды и кремний-кислородные аноды сочетают в себе преимущества высокой проводимости и стабильности углеродных материалов с высокой удельной емкостью кремниевых материалов.
В настоящее время поставки материалов для отрицательных электродов в основном основаны на графитизированных углеродных материалах.
Графит в настоящее время является наиболее широко используемым материалом отрицательного электрода для литий-ионных аккумуляторов, и его фактическая удельная емкость близка к теоретическому пределу удельной емкости в 372 мАч/г. Возможности для дальнейшего совершенствования ограничены, и этого недостаточно для удовлетворения требований к высокой плотности энергии будущих мощных батарей.
Материал анода на основе кремния имеет огромное преимущество перед графитовым анодом с точки зрения удельной емкости. Теоретическая удельная емкость достигает 4200 мАч/г, что примерно в 10 раз больше, чем у графитового анода. В то же время он имеет низкий потенциал деинтеркаляции лития (~ 0,4 В, что немного выше, чем у графита), что позволяет избежать явления осаждения лития на поверхности во время зарядки, а его показатели безопасности лучше, чем у графитового анода. материалы.
Тем не менее, текущий процесс кремний-углеродного анода все еще незрелый, и такие проблемы, как низкая эффективность и увеличение объема в первую неделю, не могут быть решены, а требования для массового производства еще не выполнены. В настоящее время предприятия в основном используют небольшое количество кремний-углеродного материала в графитовом анодном материале для модификации.
Ожидается, что с ростом требований к плотности энергии силовых батарей кремниевые углеродные аноды станут наиболее многообещающими анодными материалами следующего поколения, а система с тройными материалами с высоким содержанием никеля станет тенденцией развития.
