为了满足对高性能锂离子电池日益增长的需求，人们对潜在负极材料进行了大量的研究开发，其中，Si材料被认为是最有希望取代碳基材料的负极材料。

但在实际应用中，Si材料会受到电池在充放电过程中电极结构和体积变化的阻碍，这可能会导致开口裂纹、电极损毁和活性物质与电流之间电接触的损失，最终造成电池的循环性能降低、电池容量快速衰减。

从微观角度分析，Si负极失效的主要原因是缺乏韧性与损伤容限。

在当前研究中，通过低成本的机械研磨（MM）合成了一种新型的具有缠结带结构的 Si/Sn 复合材料，其中Sn具有较强的韧性，能够承受高变形。研究中基于该特性开发新型材料，从而对锂离子电池负极材料的电化学性能进行改善。

选择脆性Si和延展性Sn作为开发新型负极的原始材料，通过机械研磨的方法来实现带状Sn的形成和脆性颗粒Si的细化。

2、实验方案：

实验配置：

1、材料的形貌变化

图1 (a) 前驱体Si粉的扫描电镜图像；(b) 初始Sn粉的扫描电镜图像。

图2 (a) 研磨1、10、15、20、25 h样品的扫描电镜图像；(b)研磨20 h复合材料的高倍扫描电镜图像；(c) 研磨20 h复合材料的能谱图像，其中插图为扫描电镜的形貌显微图。

2、材料成分检测

实验中，使用FRITSCH不锈钢配件，材料耐磨可靠，可避免样品被其他金属污染；另外，可设置行星式球磨机PULVERISETTE 5 的运行时间，每研磨1h、休息30min，从而减少研磨过程中的热效应，并防止Si和Sn氧化。

图3  5 组研磨样品的XRD图像

3、材料的电化学性能

1、最多可同时研磨8组样品

降低时间成本，提高研磨效率。

2、可充惰性气体盖

轻松充入惰性气体，可实现机械合金化过程。双阀门的设计，确保运行惰性气体的安全充入，并将其稳固地锁紧在球磨机内。

4、GTM温度、压力监控系统