近日，受蜂巢启示，中科院国家纳米科学中心李祥龙研究团队联合中国石油大学（华东）教授智林杰，提出一种自上而下的微米硅结构化策略（界面双重共价调控的各向同性渠化）。通过微米硅的锂化、去锂化及多巴胺改性，研究人员制备由蜂巢状径向排布的硅纳米片组成的、聚多巴胺衍生碳双重共价控制包覆的碳硅杂化微粒，实现微米硅的各向同性渠化和界面可控固化，在锂离子电池硅负极实际应用方面取得进展。相关成果发表在Advanced Materials（先进材料）上。

论文地址：https://doi.org/10.1002/adma.202212157

基于界面双重共价调控各向同性渠化策略的碳硅杂化微粒及储锂性能

硅对锂离子电池及其他电池很有吸引力，但在循环时体积变化很大。诸多材料设计及工程方案中，分层策略显示出前景——级次结构化有助于提高振实密度及体积能量密度，并改善材料加工性能，但由于缺乏对单位建设和安排的控制，限制了实际层面的稳定性提高。

本次研究通过微米硅的锂化、去锂化及多巴胺改性，研究人员制备由蜂巢状径向排布的硅纳米片组成的、聚多巴胺衍生碳双重共价控制包覆的碳硅杂化微粒，实现微米硅的各向同性渠化和界面可控固化。与现有策略不同的是，它涉及通过硅纳米片的蜂窝状径向排列进行各向同性通道化，以及通过硅与碳的受控双键结合进行通道固结。通过实验，概念验证氮掺杂碳双键硅蜂窝状微粒，特别是具有中等密度的CN-Si和CO-Si键，在高速率和工业规模负载下表现出令人印象深刻的稳定循环。这为具有工业化应用特征的高性能硅以及其他储能颗粒的理性设计和规模制造提供新思路和新途径。

编译整理 YUXI

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