近日，受蜂巢啟示，中科院國家納米科學(xué)中心李祥龍研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國石油大學(xué)（華東）教授智林杰，提出一種自上而下的微米硅結(jié)構(gòu)化策略（界面雙重共價(jià)調(diào)控的各向同性渠化）。通過微米硅的鋰化、去鋰化及多巴胺改性，研究人員制備由蜂巢狀徑向排布的硅納米片組成的、聚多巴胺衍生碳雙重共價(jià)控制包覆的碳硅雜化微粒，實(shí)現(xiàn)微米硅的各向同性渠化和界面可控固化，在鋰離子電池硅負(fù)極實(shí)際應(yīng)用方面取得進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表在Advanced Materials（先進(jìn)材料）上。

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

基于界面雙重共價(jià)調(diào)控各向同性渠化策略的碳硅雜化微粒及儲(chǔ)鋰性能

硅對(duì)鋰離子電池及其他電池很有吸引力，但在循環(huán)時(shí)體積變化很大。諸多材料設(shè)計(jì)及工程方案中，分層策略顯示出前景——級(jí)次結(jié)構(gòu)化有助于提高振實(shí)密度及體積能量密度，并改善材料加工性能，但由于缺乏對(duì)單位建設(shè)和安排的控制，限制了實(shí)際層面的穩(wěn)定性提高。

本次研究通過微米硅的鋰化、去鋰化及多巴胺改性，研究人員制備由蜂巢狀徑向排布的硅納米片組成的、聚多巴胺衍生碳雙重共價(jià)控制包覆的碳硅雜化微粒，實(shí)現(xiàn)微米硅的各向同性渠化和界面可控固化。與現(xiàn)有策略不同的是，它涉及通過硅納米片的蜂窩狀徑向排列進(jìn)行各向同性通道化，以及通過硅與碳的受控雙鍵結(jié)合進(jìn)行通道固結(jié)。通過實(shí)驗(yàn)，概念驗(yàn)證氮摻雜碳雙鍵硅蜂窩狀微粒，特別是具有中等密度的CN-Si和CO-Si鍵，在高速率和工業(yè)規(guī)模負(fù)載下表現(xiàn)出令人印象深刻的穩(wěn)定循環(huán)。這為具有工業(yè)化應(yīng)用特征的高性能硅以及其他儲(chǔ)能顆粒的理性設(shè)計(jì)和規(guī)模制造提供新思路和新途徑。

編譯整理 YUXI

本文為粉體圈原創(chuàng)作品，未經(jīng)許可，不得轉(zhuǎn)載，也不得歪曲、篡改或復(fù)制本文內(nèi)容，否則本公司將依法追究法律責(zé)任。