赵金保教授课题组

研究前沿

独特的结构设计实现不惧辊压的硅碳负极

硅基负极材料具有储锂容量高,储量丰富、适宜的工作电压、高的倍率安全性等优点,因而被视为极具应用前景的下一代锂离子电池负极材料。但硅基材料存在着两个主要问题:(1)低的电导率;(2)锂化过程中的巨大的体积膨胀,导致了极差的循环稳定性。将材料纳米化、设计多孔结构能够较好地缓解合金化型负极引起的体积膨胀问题,但是在实际应用过程中多孔结构常常无法承受辊压工艺的巨大压力而发生坍塌从而失去原来的多孔特性。近日,韩国蔚山科学技术院Jaephil Cho教授在Advanced Materials上发表了题为“Calendering-Compatible Macroporous Architecture for Silicon–Graphite Composite toward High-Energy Lithium-Ion Batteries”的文章团队设计出一种可以承受辊压工艺巨大压力的多孔硅碳材料,该材料以石墨作为内核,在石墨外包覆层状纳米硅及大孔隙碳层,并用具有弹性的无定形碳进行最外侧的封装,形成多层包覆的硅碳材料。该材料的多层包覆结构能够承受实际应用辊压工艺的巨大压力从而保持良好的多孔结构特性,并展现出优异的储锂性能和循环稳定性。

原文链接:https://doi.org/10.1002/adma.202003286

李辉阳


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