钜大LARGE | 点击量：2437次 | 2018年05月23日
锂离子电池单独使用硅晶体作为负极材料容易产生什么问题？
电池盖板是将裸电芯密封使之与外界隔绝的方壳电池顶盖，每个方壳电池都由盖板和壳体组成外壳，盖板主要包括顶盖片、正负极柱、防爆阀、翻转片几个部分。
硅的结构和石墨层状结构不同（如下图），其储能机理也与金属材料类似是通过与锂离子的合金化和去合金化进行的，其充放电电极反应可以写作下式：
Si+xLi++xe-→LiXSi
硅单质作为负极材料是电池充放电原理如下图所示：
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
由图中就可看出部分端倪，充电时锂离子从正极材料脱出嵌入硅晶体内部晶格间，造成了很大的膨胀（约300%），形成硅锂合金。放电时锂离子从晶格间脱出，又形成成了很大的间隙。
单独使用硅晶体作为负极材料容易产生以下问题：
第一、在脱嵌这个过程中，硅晶体体积出现了明显的变化，这样的体积效应极易造成硅负极材料从集流体上剥离下来，导致极片露箔引起电化学腐蚀和短路等现象，影响电池的安全性和使用寿命。
第二、硅碳为同一主族元素，在首次充放电时同样也会形成SEI包覆在硅表面，但是由于硅体积效应造成的剥落情况会引起SEI的反复破坏与重建，从而加大了锂离子的消耗，最终影响电池的容量。
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