硅作為新一代鋰電池負極材料，引起了學術界和商業(yè)界的廣泛關注。那鋰電池硅基負極材料最新進展如何呢？
目前，業(yè)內人員通常采用硅納米化、復合化和合金化等方法來提高其結構穩(wěn)定性，改善硅負極循環(huán)性能。其主要研究方向有: 硅納米顆粒、硅納米線和3D多空硅等。
1.納米硅顆粒及其復合材料。將硅顆粒放進不同基質的緩沖層中，通過適應體積膨脹和吸收應力，可以有效提高硅負極的循環(huán)性能，特別是碳材料，如碳納米管、石墨烯等已被廣泛應用于Si/C復合材料。實驗證明，通過調整碳基體的結構和形態(tài)可以顯著提高硅基負極的性能。
2.硅納米線及其復合材料。硅納米線通過應力弛豫和提供有效的電子路徑將電化學循環(huán)中的體積膨脹最小化，然而在實際操作中仍有可能導致硅納米線的斷裂，從而導致容量迅速衰減。因此，科學家通過在硅納米在線濺射Cu涂層，在210mA?g－1電流密度下，首周效率為90.3%，放電容量為2700mAh?g－1，比在硅納米在線加碳涂層具有更好的性能。
3.多空硅及其復合材料。低維硅可以很好地抑制硅負極在循環(huán)中的體積膨脹，但是有低質量負載密度的缺點，因此3D多空硅備受關注。目前，已有用Si沉積到納米多空SiO2范本上制備出3D納米多空硅，其在400mA?g－1下容量高達2800mAh?g－1，并且100次循環(huán)后容量沒有明顯衰減。
4. 硅形成合金。除了硅納米材料之外，將硅中加入金屬元素（Ti、Ni等）也可以有效地改善硅基負極的循環(huán)性能，如減緩體積膨脹和使鋰的嵌入更加容易。
雖然鋰電池硅基負極材料的體積效應和環(huán)穩(wěn)定問題已被科研人員深入研究并得到了很好的解決，但是庫倫效率、質量負載密度以及制備成本等需要進一步優(yōu)化處理。
