作为极具吸引力的锂离子电池负极之一，硅在循环过程中巨大的体积膨胀问题仍亟待解决。分级结构的构建对其具有一定效果但目前缺乏对结构单元和排列的可控制备。近日，国家纳米科学与技术中心Yingjie Ma、Xianglong Li和中国石油大学Linjie Zhi课题组构建了一种可控的各向同性分级结构微米硅。
本文要点
1）作者使用蜂窝状径向排列的抗应力硅纳米片，通过硅与碳的双重健合稳定其各向同性通道结构，构建了一种具有可控的从上到下各向同性通道分级结构的微米硅负极，显著区分于以往常见的无规则、随机排列或各向异性排列的结构；
2）作者发现这种结构可在各方向创造低曲折度的锂离子传输路径，中等的表面键合密度为锂离子在硅颗粒中的传输提供了具有高耐受性和选择性的传输介质，因此该材料在工业应用级高载量和高倍率下仍能实现高容量。
参考文献：
Denghui Wang, Yingjie Ma, Wenqiang Xu, Siyuan Zhang, Bin Wang, Linjie Zhi, and Xianglong Li, Controlled Isotropic Canalizationof Micro-Sized Silicon Enabling Stable High-Rate and High-Loading Lithium Storage，Adv. Mater., 2023.
DOI: 10.1002/adma.202212157
https://doi.org/10.1002/adma.202212157