Graphit‐ und‐Silicium‐Anoden für Lithiumionen‐ Hochenergiebatterien

• Published in: Angewandte Chemie 2020-01, Vol.132 (1), p.112-138
• Main Authors: Chae, Sujong, Choi, Seong‐Hyeon, Kim, Namhyung, Sung, Jaekyung, Cho, Jaephil
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Anodes; Chemistry; Electrode materials; Silicon
• ISSN: 0044-8249; 1521-3757
• DOI: 10.1002/ange.201902085

Silicium (Si) wird als ein vielversprechendes Anodenmaterial angesehen, mit dessen Hilfe die theoretische Kapazitätsgrenze kohlehaltiger Anodenmaterialien überwunden werden kann. Beim Problem der starken Volumenänderung als Folge der Lithiierung/Delithiierung brachte die Anwendung von Nanomethoden für Si‐Anoden einige Fortschritte. Weniger Erfolg hatte man bei der praktischen Anwendung von Si‐Anoden in kommerziellen Lithiumionen‐Batterien (LIBs). Vor dem Hintergrund eines wachsenden Bedarfs in vielen Bereichen wird der gemeinsame Einsatz des Si mit Graphit als eine wirtschaftlich sinnvolle Methode für die Realisierung hoher Energien diskutiert. Wir erörtern hier die Notwendigkeit der Kombination von Graphit und Si für die Kommerzialisierung und werden die Entwicklung von Graphit/Si‐Anoden im Detail darstellen. Behandelt werden typische Si‐Anoden, die für Graphitblend‐Elektroden verwendet werden und, geordnet nach der jeweiligen Synthesemethode, die Aufbaustrategien für Graphit/Si‐Komposite. Die Kriterien für den Graphit/Si‐Einsatz werden systematisch dargestellt. Zum Abschluss machen wir Vorschläge für die Kommerzialisierung von Graphit/Si‐Kombinationen.