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氧化亚硅作为替代石墨的新一代负极材料,具有较高的理论比容量(~1500mAh/g);相比纯硅负极而言,体积膨胀率更低(~118%vs 300%)。然而,氧化亚硅负极材料首次嵌锂过程形成大量不可逆产物和固体电解质膜(SEI)导致其首次库伦效率(简称“首效”)较低。因此,本论文针对氧化亚硅的首效提升方法开展了研究,通过调控其内部结构成分和添加活性含锂物质等两方面进行了改善。主要研究内容如下:(1)将二氧化硅转变成硅酸锂,提升氧化亚硅的首效采用碳酸锂与氧化亚硅混合烧结,使氧化亚硅内部的二氧化硅转变成硅酸锂。结果发现,晶体的硅酸锂对锂离子和电子的迁移阻力较大,会使内部的硅失活,失去脱嵌锂能力。通过球磨使硅酸锂变成无定形,改性的氧化亚硅的首次库伦效率从58.4%提升至72.6%,不可逆容量从832 mAh/g降低至335.2 mAh/g,且循环性能有所提升。(2)添加AlLi合金粉末提升氧化亚硅的首效利用铝箔在含锂有机溶液中嵌锂的体积膨胀,使其自身变成AlLi合金粉末。研究了一种新型的适合预锂化添加剂的粘结剂和溶剂配套选择方案:PVDF-HFP与四氢呋喃。PVDF-HFP可以很好地溶解在四氢呋喃中,并且不会影响AlLi合金粉末容量地发挥。通过将AlLi合金粉末涂覆于氧化亚硅极片表面,测试了其电化学性能。结果表明,负极材料首次脱锂容量提高,且首次库伦效率从73.9%提升至88.2%。通过对比极片的循环性能发现,AlLi合金粉末的加入不影响电池的循环稳定性。