硅碳复合负极性能指标与测试方法

　　硅碳复合负极(Si/C Composite Anode)是当前高能量密度锂离子电池(尤其是动力电池和消费电子电池)具前景的负极材料之一。其核心优势在于利用硅的超高理论容量(～4200 mAh/g for Li₂₂Si₅，或 3579 mAh/g for Li₁₅Si₄)，同时通过碳基体缓解硅在充放电过程中的巨大体积膨胀(>300%)，从而提升循环稳定性。

　　关键性能指标与测试方法

　　1. 首次库仑效率(ICE, Initial Coulombic Efficiency)

　　定义：首圈放电容量 / 首圈充电容量 × 100%

　　目标值：

　　纯 Si：<70%(因SEI消耗大量Li⁺);

　　SiO/C：78–85%;

　　优化后 Si/C：≥82%(需预锂化或表面修饰)。

　　测试：扣式半电池(vs. Li)，0.01–1.5 V，0.1C。

　　2. 可逆比容量

　　目标：

　　SiO/C：1500–1800 mAh/g;

　　纳米Si/C：2000–2500 mAh/g(对应全电池 >360 Wh/kg)。

　　注意：报告容量时需注明活性物质中硅含量(如“含10% Si 的复合材料，容量 650 mAh/g”)。

　　3. 循环稳定性

　　测试条件：

　　半电池：0.5C，100–200 圈;

　　全电池：匹配高镍正极，N/P ≥ 1.2。

　　合格标准：

　　100 圈容量保持率 ≥80%(半电池);

　　全电池 500 圈 ≥80%(车规级)。

　　4. 倍率性能

　　评估高倍率下容量保持能力(如 2C 容量 / 0.1C 容量);

　　优质 Si/C：2C 下保持 ≥70%。

　　5. 体积膨胀率

　　测试方法：

　　原位光学显微镜观察电极厚度变化;

　　电极压实前后厚度测量。

　　目标：复合材料电极膨胀 <30%(纯硅电极 >100%)。

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