用于下一代锂离子电池的纳米氧化硅电极

发表在“ 先进材料科学与技术”上的一篇新文章报道了一种具有工业潜力的方法，可以生产纳米级复合硅基粉末作为下一代锂离子电池的负极。

锂离子电池市场一直在稳步增长，并一直在寻求提高电池容量的方法，同时保持其长时间充电过程的能力。

已知用纳米长度尺度的电极结构材料是满足这种需求的有效方法。然而，这种纳米材料基本上需要通过高通量处理来生产，以便将这些技术转移到工业中。

发表在“先进材料科学与技术”上的这篇文章报道了一种方法，该方法可能具有工业上兼容的高产量，可生产纳米级复合硅基粉末，作为下一代高密度锂离子电池负极的强有力候选者。

作者通过等离子喷涂物理气相沉积成功地使用低成本冶金级粉末以高产量生产纳米复合SiO粉末。使用这种方法，他们证明了这些粉末作为电极的电池容量循环性能的明显改善。

该加工方法的独特之处在于纳米SiO复合材料通过粉末原料的蒸发和随后的共缩合而瞬间产生。该方法称为等离子喷涂物理气相沉积(PS-PVD)。

复合材料是20nm的颗粒，由结晶Si核和SiOx壳组成。此外，甲烷(CH4)的加入促进了SiO的还原并导致SiO-壳厚度的降低。核 – 壳结构以单步连续处理形成。

结果，有效地降低了不可逆容量，并且由PS-PVD粉末制成的半电池在同时100次循环后表现出改善的初始效率和高达1000mAhg-1的容量维持。