锂电池加工

随着移动电子产品、大规模储能和电动汽车的快速发展，开发高能量密度、高功率密度、长循环寿命、高安全性的锂离子及后锂电池成为储能领域的研究热点和焦点。发展高容量、高倍率、高稳定性的电极材料是实现这一目标的重要途径。

近年来，国家纳米科学中心李祥龙、智林杰团队从低成本的二氧化硅纳米颗粒出发，改进镁热还原技术、规模化制备一种仿绣球形态的硅烯材料，应用于锂电池时展现出优异的综合储锂性能。近期，研究团队提出并发展一种"植皮式"二维共价封装策略，基于绣球状硅烯进一步制备硅氧碳键基绣球状共价双烯，表现出很好的综合储锂性能：在800mA/g的电流密度下重量和体积比容量分别高达2646mAh/g和2350mAh/cm3，在2000mA/g的电流密度下循环500次后重量比容量仍保持近1500mAh/g；即使在20000mA/g的电流密度下重量比容量仍高达810mAh/g，体积比容量相比非共价封装和未封装材料分别高出1358%和1442%；以整体器件计算，基于该碳硅材料的全电池能量密度比基于石墨的高出40%~60%，比目前的商业化锂电池加工企业生产的锂电池的比能量和能量密度均高出40%以上。初步研究表明，二维共价封装策略在有效缓解硅体积膨胀的情况下，不仅供应了电子/锂离子高效混合传输通道，还变革材料界面、确保了电子/锂离子高效且稳定传输。

相关成果以Stablehigh-capacityandhigh-ratesilicon-basedlithiumbatteryanodesupontwo-dimensionalcovalentencapsulation为题，发表在《自然-通讯》上。研究得到国家自然科学基金委员会、中科院青促会等项目支持。

植皮式二维共价封装策略、高综合性能碳硅负极构建及储锂性能

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