锂离子电池与传统的二次电池相比，具有高能量、高工作电压、高安全性、环境污染小等优点。其中，负极材料作为锂离子电池储锂的主体，在充放电过程中能够实现锂离子的嵌入和脱出，是提高锂离子电池总比容量、循环性能、充放电等性能的关键。在负极材料中，碳基负极材料一直以来都占据着主要地位，然而碳基负极材料难以在循环过程中保持稳定，极大限制了锂离子电池的发展。四川大学的Wei Liu副教授和美国德州大学的David Mitlin教授合作设计了一种新的纳米硅-石墨烯杂化方法，该方法可以形成独特稳定的固体电解质间相，通过将膨胀的石墨轻轻剥离，形成“无缺陷”石墨烯，同时引入高质量负载(48 wt. %)的Si纳米颗粒，硅烷表面处理产生环氧化学链，通过环氧开环反应将纳米硅与CMC粘结剂机械结合，提高极片的应变耐受能力及电极界面的稳定性，作为负极材料显著提高了负极的循环稳定性。该工作发现的硅表面的化学-机械稳定和SEI相关失效之间的协同作用为设计高循环稳定性的电极材料提供了一种新的思路。

Wei Liu, Hongju Li, Jialun Jin, Yizhe Wang, Zheng Zhang, Zidong Chen, Qin Wang, Yungui Chen, Eunsu Paek, David Mitlin. Synergy of Epoxy Chemical Tethers and Defect‐Free Graphene in Enabling Stable Lithium Cycling of Silicon Nanoparticles. Angewandte Chemie International Edition, 2019

DOI: 10.1002/anie.201906612

https://doi.org/10.1002/anie.201906612