氟掺杂硅碳负极

首效提升20%

通过气相氟化调控氧含量，在颗粒表面构建氟掺杂双层结构，有效解决硅氧化物负极首次库仑效率偏低的问题。

Ma, Zhuang · 张奇 · Yin, Yang · Sun, Dong · 张晨 · Yulong, Li · Ting, Xiao · 高金森 · 马新龙 · 李永峰

Journal of Colloid and Interface Science 2025

具体参数

首次库仑效率

{'zh': '46.70', 'en': '46.70'} %

容量保持率

{'zh': '91.32', 'en': '91.32'} %

可逆比容量

{'zh': '409', 'en': '409'} mAh g⁻¹

复合材料中Si@FC含量

{'zh': '10', 'en': '10'} wt%

技术优势

首效提升20个百分点

通过气相氟化刻蚀掉硅颗粒表面的氧富集层，减少不可逆的硅酸锂形成，使得首次库仑效率从原始硅的38.9%提升到46.70%。

循环稳定性高

与石墨复合后，在0.2 A/g电流密度下循环200次仍保持91.32%的容量，得益于氟掺杂双层结构和稳定的SEI膜。

适合大规模生产

采用PTFE作为氟源进行气相氟化，反应条件温和，设备简单，可以实现公斤级批量化生产高稳定性硅基负极。

应用场景

• 高能量密度锂离子电池：提高硅基负极首效，提升电池整体能量密度。
• 硅基负极材料：作为硅基负极改性方案，解决首效低的问题。
• 快充锂电池：稳定SEI膜和双层结构支持较高倍率下稳定循环。
• 高比能固态电池：氟掺杂表面有利于与固态电解质形成良好界面。