近年来，中国科学院山西煤炭化学研究所研究员宋燕及其带领的科研团队，通过对碳基及硅基负极材料进行结构设计，有效构筑了一系列电极材料，实现了材料比容量、循环稳定性和倍率性能的显著提升。

针对硅基负极材料循环稳定性差的特性，团队利用静电作用在硅纳米颗粒表面吸附阳离子表面活性剂来实现核壳双层保护，减弱并限制硅膨胀时应力对材料结构造成的破坏。为进一步调控硅基双包覆结构的性能，采用硬模板法引入空腔来缓和硅的体积变化，实现提高容量以及循环稳定性双层目标。

硅基负极材料的结构设计示意图及电化学性能图

鉴于石墨材料高稳定性以及硅高比容量的特性，团队制备了膨胀石墨与硅的复合电极，硅纳米颗粒与石墨片层之间形成典型的三明治结构，改善了材料的电子传导特性，其表现出较为良好的性能。在此基础上，对膨胀石墨酸化处理并加入硅烷偶联剂，实现硅纳米颗粒在石墨片层之间的均匀分散，制备的复合电极片在0.4 A/g电流密度下循环450次后依然有接近800 mAh/g的比容量。

参考来源：山西煤化所

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