硅基材料由于其具有较高的容量和低放电电位的优点，是作为高能量密度锂离子电池最有前景的候选材料。然而，硅在嵌锂之后会出现巨大的体积膨胀（~300%），从而导致其结构破坏，形成持续不稳定的固体电解质界面（SEI），这极大地阻碍了硅基负极材料在实际电池中的应用。
为了解决这些缺点，研究者对具有新型结构的硅基材料进行了大量的研究，包括纳米结构的硅和硅/碳复合材料。然而，减小硅颗粒尺寸对性能的改善程度有限，硅表面暴露于电解液中仍会造成较低的库伦效率和容量衰减。
目前，碳包覆纳米硅被认为是提高硅基负极电化学性能的最有效策略之一。一方面，碳壳供应了体积变化的空间；另一方面，碳壳表面形成稳定的SEI膜，有利于库伦效率的提高和容量的保持。
近日，华东理工大学龙东辉教授和美国加州大学河滨分校郭居晨教授(共同通讯)以ColloidalSynthesisof[email protected]CompositeMaterialsforLithium-IonBatteries为题在Angew.Chem.Int.Ed上发表文章报道了一种新型碳/硅复合材料。
两种不同的方法（[email protected]@CHD）得到的材料，由于纳米硅颗粒在炭载体中的分散形式不同，将其作为锂离子电池负极材料，也表现出不同的性能。
结果表明纳米硅颗粒在炭壳层中更均匀的分散，其循环稳定性和倍率性能也更优异。基于实际应用的考虑，将其作为添加剂与天然石墨混合，所制备的Si/C负极可逆容量可达600mAhg-1(3.1mgcm-2)和450mAhg-1(4.5mgcm-2)。
一:[email protected]
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四：[email protected]
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(c)[email protected]mAg-1和500mAg-1电流密度下的循环性能和库伦效率曲线；
(d)[email protected]mAg-1电流密度下的充放电曲线。
