高容量的硅材料中，跨硅颗粒的低离子和电子传输限制了电池的充电速率。韩国浦项科技大学Soojin Park与蔚山国立科学技术学院Hosik Lee、Jun Hee Lee团队报道了一种低温硫熔融方法，用于制备准金属硅（QMS）负极，其平均粒径为3μm，中空球形结构，其中的硫含量可控。与之前报道的强制插入掺杂剂的方法不同，这种在熔盐介质中低温还原反应的还原硅和硫种子的自发共生长途径，通过Si晶体内少量硫取代和内部由柔韧且坚固的硫链缓冲形成的通道，助力均匀的掺杂环境。当掺杂浓度增加时，硫掺杂剂甚至具有金属性质，从而能够增加电子传导性，而源自硫链的自支撑通道能够提供锂离子的扩散通道。电子和离子导电的QMS尽管具有微米级粒径，但在首次充电期间显示出高的初始可逆性。电化学产生的硫化锂有助于保持金属性质，从而在半电池和全电池系统中实现高倍率、长循环和高能量密度性能。
Jaegeon Ryu, Ji Hui Seo, Gyujin Song, Keunsu Choi, Dongki Hong, Chongmin Wang, Hosik Lee, Jun Hee Lee, Soojin Park, Infinitesimal sulfur fusion yields quasi-metallic bulk silicon for stable and fast energy storage. Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-10289-8
