![\"\"](\"https:\/\/www.alpapowder.com\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/silicon-based-negative-electrode-materials.jpg\")
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Avec le d\u00e9veloppement vigoureux des v\u00e9hicules \u00e0 \u00e9nergie nouvelle, du stockage d’\u00e9nergie et d’autres march\u00e9s, la taille du march\u00e9 et le niveau technique des batteries au lithium et des mat\u00e9riaux d’\u00e9lectrode n\u00e9gative continuent de s’am\u00e9liorer. \u00c0 l’heure actuelle, la capacit\u00e9 sp\u00e9cifique des mat\u00e9riaux d’\u00e9lectrode n\u00e9gative en graphite commerciaux est proche de la capacit\u00e9 sp\u00e9cifique th\u00e9orique des mat\u00e9riaux en graphite, et l’application commerciale des mat\u00e9riaux d’\u00e9lectrode n\u00e9gative \u00e0 base de silicium a \u00e9t\u00e9 encore acc\u00e9l\u00e9r\u00e9e.<\/p>\n
Les mat\u00e9riaux d’\u00e9lectrode n\u00e9gative \u00e0 base de silicium sont devenus un point chaud dans la recherche sur les mat\u00e9riaux d’\u00e9lectrode n\u00e9gative des batteries lithium-ion en raison de leur capacit\u00e9 sp\u00e9cifique th\u00e9orique extr\u00eamement \u00e9lev\u00e9e. La capacit\u00e9 sp\u00e9cifique th\u00e9orique des mat\u00e9riaux d’\u00e9lectrode n\u00e9gative en silicium est bien sup\u00e9rieure \u00e0 celle des mat\u00e9riaux d’\u00e9lectrode n\u00e9gative en graphite commerciaux, et la tension de fonctionnement est mod\u00e9r\u00e9e, ce qui fait que les mat\u00e9riaux d’\u00e9lectrode n\u00e9gative \u00e0 base de silicium pr\u00e9sentent des avantages significatifs pour am\u00e9liorer la densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique de la batterie. Cependant, l’expansion et la contraction du volume du silicium pendant la charge et la d\u00e9charge sont trop importantes, ce qui entra\u00eene des fissures et des fragmentations du mat\u00e9riau, ainsi qu’un \u00e9paississement continu du film SEI, ce qui affecte s\u00e9rieusement la stabilit\u00e9 du cycle et les performances de la batterie.<\/p>\n
Afin de r\u00e9soudre les d\u00e9fauts des mat\u00e9riaux d’\u00e9lectrode n\u00e9gative \u00e0 base de silicium dans les applications de batteries lithium-ion, les chercheurs ont propos\u00e9 une vari\u00e9t\u00e9 de voies techniques, notamment la nanotechnologie, la technologie des mat\u00e9riaux composites, la conception structurelle, la modification de surface, l’optimisation de l’\u00e9lectrolyte, la pr\u00e9-lithiation, le silicium poreux et l’alliage de silicium, etc.<\/p>\n
Ces voies techniques couvrent toutes les \u00e9tapes de la recherche en laboratoire \u00e0 l’application industrielle, att\u00e9nuant le probl\u00e8me d’expansion du volume gr\u00e2ce au nano-dimensionnement et \u00e0 la technologie des mat\u00e9riaux composites, am\u00e9liorant la conductivit\u00e9 et la stabilit\u00e9 gr\u00e2ce \u00e0 la conception structurelle et \u00e0 la modification de surface, et am\u00e9liorant les performances globales de la batterie en optimisant le syst\u00e8me \u00e9lectrolytique. La technologie de pr\u00e9-lithiation peut am\u00e9liorer l’efficacit\u00e9 coulombienne initiale, la structure en silicium poreux aide \u00e0 att\u00e9nuer les changements de volume et l’alliage de silicium peut offrir une capacit\u00e9 et une stabilit\u00e9 sup\u00e9rieures. L’application compl\u00e8te de ces voies techniques devrait permettre d’obtenir des mat\u00e9riaux d’\u00e9lectrode n\u00e9gative \u00e0 base de silicium \u00e0 hautes performances, \u00e0 longue dur\u00e9e de vie et \u00e0 faible co\u00fbt, et de promouvoir leur popularit\u00e9 g\u00e9n\u00e9ralis\u00e9e dans les applications pratiques.<\/p>\n
\u00c0 l’heure actuelle, les mat\u00e9riaux silicium-carbone et les mat\u00e9riaux silicium-oxyg\u00e8ne sont les deux principales voies techniques pour les \u00e9lectrodes n\u00e9gatives \u00e0 base de silicium.<\/p>\n
Parmi eux, les mat\u00e9riaux d’\u00e9lectrode n\u00e9gative silicium-carbone sont connus pour leur rendement \u00e9lev\u00e9 en premier coulomb, mais leur dur\u00e9e de vie doit \u00eatre am\u00e9lior\u00e9e. En r\u00e9alisant le dimensionnement nanom\u00e9trique des mat\u00e9riaux en silicium, les probl\u00e8mes de dilatation et de rupture g\u00e9n\u00e9r\u00e9s pendant le processus de charge et de d\u00e9charge peuvent \u00eatre r\u00e9duits, am\u00e9liorant ainsi encore leur dur\u00e9e de vie. Relativement parlant, le principal avantage des mat\u00e9riaux d’\u00e9lectrode n\u00e9gative silicium-oxyg\u00e8ne est leur excellente stabilit\u00e9 du cycle, bien que le rendement initial soit faible. Cependant, en adoptant des moyens techniques tels que la pr\u00e9-lithiation, leur rendement initial peut \u00eatre efficacement am\u00e9lior\u00e9.<\/p>\n
En termes d’applications commerciales, actuellement, les principales applications commerciales des mat\u00e9riaux d’\u00e9lectrode n\u00e9gative \u00e0 base de silicium comprennent l’oxyde de silicium rev\u00eatu de carbone, le carbone nano-silicium, les nanofils de silicium et les alliages de silicium amorphe. Parmi eux, l’oxyde de silicium rev\u00eatu de carbone et le carbone nano-silicium ont le plus haut degr\u00e9 de commercialisation, et ils sont g\u00e9n\u00e9ralement m\u00e9lang\u00e9s avec du graphite dans un rapport de 5 \u00e0 10 %. Ces derni\u00e8res ann\u00e9es, les mat\u00e9riaux d’\u00e9lectrode n\u00e9gative \u00e0 base de silicium sont progressivement industrialis\u00e9s.<\/p>\n
Dans le domaine des batteries \u00e0 l’\u00e9tat solide, les mat\u00e9riaux d’\u00e9lectrode n\u00e9gative \u00e0 base de silicium sont consid\u00e9r\u00e9s comme l’une des principales directions de d\u00e9veloppement des mat\u00e9riaux d’\u00e9lectrode n\u00e9gative de batterie \u00e0 l’\u00e9tat solide en raison de leur densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique th\u00e9orique \u00e9lev\u00e9e, de leurs excellentes performances de charge et de d\u00e9charge rapides et de leurs excellentes performances de s\u00e9curit\u00e9.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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