高容量核壳结构纳米硅基锂电负极材料的分子设计及性能研究

项目名称： 高容量核壳结构纳米硅基锂电负极材料的分子设计及性能研究

项目编号： No.51171065

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 胡社军

作者单位： 华南师范大学

项目金额： 60万元

中文摘要： 本项目采用分子设计和实验制备相结合的方法，研究核壳结构的Si（Me）/C复合负极材料的嵌脱锂机理与电化学性能。理论部分应用第一性原理分子设计模拟在硅表面进行修饰的过渡金属盐类或亲油系非极性分子的表面活性能、表面电子结构等物理性能，从而优化筛选得到合适的表面修饰层物质，以利于改善后续的碳包覆致密性、均匀性和稳定性。实验部分首先分别使用超细球磨和化学合成法制备纳米硅粉体；然后对硅粉体进行表面修饰形成修饰层；接着运用CVD沉积得到疏松结构的表面碳过渡层；最后采用有机碳包覆制备得到具有较高稳定结构的纳米Si（Me）/C核壳材料。本项目重点研究利用分子设计模拟技术筛选表面修饰物质，并实现修饰物质与碳对纳米硅的有效包覆，研究锂离子在核壳结构层中的输运机理，克服硅材料循环稳定性差的根本性难题，为迄今具有最高理论嵌锂容量的硅负极材料的应用奠定理论基础和技术途径。

中文关键词： 锂电池负极材料；核壳结构；纳米Si/C复合物；分子设计与模拟；电化学性能

英文摘要：

英文关键词： Lithium ion battery cathode material；Core-shell structure；Nano Si/C composites；Molecular design and simulation；electrochemical property