Page 16 - 《精细化工》2022年第11期

·2166· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

将有机碳酸乙烯基团有机单层（EC）通过共价键连 负极/电解质界面，并有助于适应循环过程中 Si NPs
接到 Si NPs 表面形成一个坚固的 SEI。测试后结果 的体积膨胀。这种分子级的表面改性通过有机化学
表明，Si-C3-EC 不受电极厚度增长的影响，并可提 反应在 Si 粒子表面上附着官能团，为克服与 Si 负
供更薄且可控的 SEI 层，这种功能化的结构稳定了 极相关问题提供了一种有效的解决途径。

图 6 表面带有碳酸盐功能基团的 Si NPs 颗粒的合成 [37]
Fig. 6 Synthesis of Si NPs particles with carbonate functional groups on the surface [37]

硅表面上的羟基数量限制在适当的范围内，对 基硅烷在改性后的硅表面连接巯基，通过巯基吸引
硅基负极材料的电化学性能改善具有重要意义。 银离子富集在多孔硅表面后还原得到银纳米颗粒进
LIN 等 [38] 通过表面修饰的方法在纳米硅表面分别连 一步提升硅的导电性能。
接羟基与丙烷基两种不同的官能团得到硅羟基（Si— JANG 等 [40] 采用表面活性剂十六烷基三甲基溴
OH）和硅烷基（Si—C 3 H 7 ），并比较 Si—OH 和 Si 化铵（CTAB）对 Si 纳米颗粒进行表面改性，利用
—C 3 H 7 电极的电化学性能，研究了羟基在硅表面对 CTAB 尾基团的疏水性来促进硅纳米颗粒（CTAB-Si）
电解质分解的促进作用。结果表明：硅表面—OH 和硅油之间的界面相互作用，通过热解得到具有均
可以与电解液中 LiPF 6 反应形成—POF 3 ，诱导了电 匀嵌入 Si 颗粒的 SiOC 基质 CTAB-Si/SiOC 复合材
解质溶液〔碳酸二甲酯（DMC）和 EC〕的分解， 料，其制备过程示意图如图 7 所示。结果表明：经
导致首次嵌锂时 SEI 膜的大量生成，因而降低了 过表面功能化改性后的 CTAB-Si/SiOC 作为锂离子
ICE。此外，LIN 等 [39] 以硅化镁为原料，通过改变热 负极材料循环 100 次（0.5 A/g），容量保持率达到
处理条件调控产物多孔硅的一次颗粒尺寸，并对多 89%（1312 mA·h/g），在 5 A/g 电流密度下比容量仍
孔硅表面羟基化、氧化改性，使表面富含羟基的同 能达到 634 mA·h/g。除了优良的储锂特性外，该简
时在表面构造一层氧化层，再利用 3-巯丙基-三甲氧 便的短流程合成工艺有益于实际商业应用的发展。

图 7 CTAB-Si/SiOC 复合材料合成过程示意图 [40]
Fig. 7 Schematic illustration of synthesis process of CTAB-Si/SiOC composite [40]