2.低維硅資料
低維度的硅資料在同質(zhì)量下具有更大的外表積，利于資料與集流體和電解液的充沛觸摸，減少因?yàn)殇囯x子不均勻分散構(gòu)成的應(yīng)力和應(yīng)變，進(jìn)步資料的屈從強(qiáng)度和抗粉化才能，使得電極能夠接受更大的應(yīng)力和形變而不破壞，進(jìn)而取得更高的可逆容量和非常好的循環(huán)安穩(wěn)性。一起，較大的比外表積能接受更高的單位面積電流密度，因而低維硅資料的倍率功能也非常好。
(1)硅納米顆粒
比較于微米硅，運(yùn)用納米粒徑硅的電極資料，其電化學(xué)功能無(wú)論是初次充放電比容量仍是循環(huán)容量，都有顯著的改進(jìn)。
雖然納米硅顆粒相對(duì)于微米硅顆粒有著非常好的電化學(xué)性質(zhì)，但當(dāng)尺度降至100nm以下時(shí)，硅活性顆粒在充放電進(jìn)程中很容易發(fā)作聚會(huì)，而加速容量的衰減，且較大的比外表使得硅納米粒子與電解液發(fā)作更多的觸摸，構(gòu)成更多的SEI所以其電化學(xué)功能沒有得到底子的改進(jìn)。因而納米硅經(jīng)常與別的資料(如炭資料)復(fù)合用于鋰離子電池負(fù)極資料。
(2)硅薄膜
在硅薄膜的脫嵌鋰進(jìn)程中，鋰離子傾向于沿著垂直于薄膜的方向進(jìn)行，因而硅薄膜的體積脹大也首要沿著法線方向進(jìn)行。比較于塊狀硅，運(yùn)用硅薄膜能夠有用按捺硅的體積效應(yīng)。不相同于別的形狀的硅，薄膜硅不需要黏結(jié)劑，可作為電極直接參加鋰離子電池中進(jìn)行測(cè)驗(yàn)。
硅薄膜的厚度對(duì)電極資料的電化學(xué)功能影響很大，跟著厚度的添加，鋰離子的脫嵌進(jìn)程遭到按捺。比較于微米級(jí)的硅薄膜，納米級(jí)的硅薄膜負(fù)極資料體現(xiàn)出了非常好的電化學(xué)功能。
(3)硅納米線及納米管
現(xiàn)在，已報(bào)導(dǎo)的能很多組成硅納米線的辦法首要包括激光燒蝕法、化學(xué)氣相堆積法、熱蒸騰法和硅基底直接生長(zhǎng)法等。
硅納米管因?yàn)槠涮赜械闹锌諛?gòu)造，比較于硅納米線有著非常好的電化學(xué)功能。硅納米線/納米管比較于硅顆粒，在脫嵌鋰進(jìn)程中橫向體積效應(yīng)不顯著，并且不會(huì)像納米硅顆粒相同發(fā)作破壞失掉電觸摸，因而循環(huán)安穩(wěn)性非常好。
因?yàn)橹睆叫。撉朵嚫旄耆蚨赡姹热萘恳埠芨摺９杓{米管內(nèi)外部的較大自在外表能夠極好地習(xí)慣徑向的體積脹大，在充放電進(jìn)程中構(gòu)成更安穩(wěn)的SEI，使得資料呈現(xiàn)出較高的庫(kù)侖功率。
3.多孔硅和中空構(gòu)造硅
(1)多孔構(gòu)造硅
適宜的孔構(gòu)造不僅能夠推進(jìn)鋰離子在資猜中快速脫嵌，進(jìn)步資料的倍率功能，一起還能夠緩沖電極在充放電進(jìn)程中的體積效應(yīng)，然后進(jìn)步循環(huán)安穩(wěn)性。在多孔硅資料的制備中，參加炭資料能夠改進(jìn)硅的導(dǎo)電功能并保持電極構(gòu)造，進(jìn)一步進(jìn)步資料的電化學(xué)功能。制備多孔構(gòu)造硅的常用辦法有模板法、刻蝕法和鎂熱復(fù)原法。
電池網(wǎng)這些年，鎂熱復(fù)原氧化硅制備硅基資料的辦法引起了研討者的廣泛重視。除了用球形氧化硅作為前驅(qū)體外，氧化硅分子篩因?yàn)樽陨頌槎嗫讟?gòu)造，因而是一種常用來(lái)制備多孔硅資料的辦法。常用的氧化硅前驅(qū)體首要有SBA-15、MCM-41等。因?yàn)楣璧膶?dǎo)電性差，在進(jìn)行鎂熱復(fù)原后通常還會(huì)在多孔硅的外表包覆一層無(wú)定形碳。
(2)空心構(gòu)造硅
空心構(gòu)造是別的一種有用改進(jìn)硅基資料電化學(xué)功能的途經(jīng)，現(xiàn)在制備中空硅的辦法首要為模板法。雖然中空硅的電化學(xué)功能優(yōu)異，可是現(xiàn)在其制備成本依然很高，并且相同存在著導(dǎo)電性較差等疑問(wèn)。經(jīng)過(guò)規(guī)劃蛋黃蛋殼(yolk-shell)構(gòu)造并控制蛋黃與蛋殼之間的空間巨細(xì)，在有用緩沖硅體積脹大的一起，作為蛋殼的碳還能夠進(jìn)步資料的導(dǎo)電性，因而具有蛋黃蛋殼構(gòu)造的碳硅復(fù)合資料的循環(huán)安穩(wěn)性非常好，可逆容量也更高。
