硅基材料由于其具有較高的容量和低放電電位的優(yōu)點(diǎn)，是作為高能量密度鋰離子電池最有前景的候選材料。然而，硅在嵌鋰之后會(huì)出現(xiàn)巨大的體積膨脹（~300%），從而導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)破壞，形成持續(xù)不穩(wěn)定的固體電解質(zhì)界面（SEI），這極大地阻礙了硅基負(fù)極材料在實(shí)際電池中的應(yīng)用。

為了解決這些缺點(diǎn)，研究者對(duì)具有新型結(jié)構(gòu)的硅基材料進(jìn)行了大量的研究，包括納米結(jié)構(gòu)的硅和硅/碳復(fù)合材料。然而，減小硅顆粒尺寸對(duì)性能的改善程度有限，硅表面暴露于電解液中仍會(huì)造成較低的庫(kù)倫效率和容量衰減。

目前，碳包覆納米硅被認(rèn)為是提高硅基負(fù)極電化學(xué)性能的最有效策略之一。一方面，碳?xì)す?yīng)了體積變化的空間；另一方面，碳?xì)け砻嫘纬煞€(wěn)定的SEI膜，有利于庫(kù)倫效率的提高和容量的保持。

近日，華東理工大學(xué)龍東輝教授和美國(guó)加州大學(xué)河濱分校郭居晨教授(共同通訊)以ColloidalSynthesisof[email protected]CompositeMaterialsforLithium-IonBatteries為題在Angew.Chem.Int.Ed上發(fā)表文章報(bào)道了一種新型碳/硅復(fù)合材料。

兩種不同的方法（[email protected]@CHD）得到的材料，由于納米硅顆粒在炭載體中的分散形式不同，將其作為鋰離子電池負(fù)極材料，也表現(xiàn)出不同的性能。

結(jié)果表明納米硅顆粒在炭殼層中更均勻的分散，其循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能也更優(yōu)異。基于實(shí)際應(yīng)用的考慮，將其作為添加劑與天然石墨混合，所制備的Si/C負(fù)極可逆容量可達(dá)600mAhg-1(3.1mgcm-2)和450mAhg-1(4.5mgcm-2)。

一:[email protected]

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二：[email protected]

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三：[email protected]

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四：[email protected]

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五:[email protected]

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(b)[email protected]；

(c)[email protected]mAg-1和500mAg-1電流密度下的循環(huán)性能和庫(kù)倫效率曲線；

(d)[email protected]mAg-1電流密度下的充放電曲線。