鉅大LARGE | 點擊量：2450次 | 2018年05月23日
鋰離子電池單獨使用硅晶體作為負極材料容易產生什么問題？
電池蓋板是將裸電芯密封使之與外界隔絕的方殼電池頂蓋，每個方殼電池都由蓋板和殼體組成外殼，蓋板主要包括頂蓋片、正負極柱、防爆閥、翻轉片幾個部分。
硅的結構和石墨層狀結構不同（如下圖），其儲能機理也與金屬材料類似是通過與鋰離子的合金化和去合金化進行的，其充放電電極反應可以寫作下式：
Si+xLi++xe-→LiXSi
硅單質作為負極材料是電池充放電原理如下圖所示：
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
由圖中就可看出部分端倪，充電時鋰離子從正極材料脫出嵌入硅晶體內部晶格間，造成了很大的膨脹（約300%），形成硅鋰合金。放電時鋰離子從晶格間脫出，又形成成了很大的間隙。
單獨使用硅晶體作為負極材料容易產生以下問題：
第一、在脫嵌這個過程中，硅晶體體積出現了明顯的變化，這樣的體積效應極易造成硅負極材料從集流體上剝離下來，導致極片露箔引起電化學腐蝕和短路等現象，影響電池的安全性和使用壽命。
第二、硅碳為同一主族元素，在首次充放電時同樣也會形成SEI包覆在硅表面，但是由于硅體積效應造成的剝落情況會引起SEI的反復破壞與重建，從而加大了鋰離子的消耗，最終影響電池的容量。
下一篇：充電鋰電池的容量檢測方法是什么？
