日本东京大学研发新一代硅基锂电池

锂电池市场一直保持稳定的增长，科研人员也一直在寻找一种既能在长时间充放电循环过程中维持容量，又能提高电池储能容量的方法。

FE-SEM扫描图：a)SiO；b)添加CH4的PS-PVD粉末；c)高倍放大的b)

众所周知，将电极材料设计成纳米长度是一种满足科研要求的有效方法。但是，这种纳米结构的材料必须通过高通量工艺才能实现工业化生产。

《先进材料科学与技术》近期发表的一篇论文中，科研人员采用一种可以工业化生产的高通量技术，用于生产高能量密度锂电池阴极的纳米复合硅材料。

该论文作者在文中指出，通过等离子喷涂—物理气相沉积（PS—PVD），他成功地将低成本的冶金级硅粉制成纳米复合材料一氧化硅（SiO）粉末。通过这种方法，他们证实纳米复合材料的硅基粉末能够提高锂电池的充放电循环性能和电池储能容量。

这种工艺的独特之处在于，这种纳米级一氧化硅粉末可以通过蒸发和粉末随后的共缩聚迅速生成。这种方法称为等离子喷涂—物理气相沉积（PS—PVD）。

这些复合材料都是20nm的粒子，由晶体状Si核和SiOx壳构成。此外，甲烷的添加能够降低SiO的含量和SiO壳的厚度。这种核壳结构是在一步式的连续工艺中生成的。