XU等將SiOx納米粒子填充到導(dǎo)電泡沫石墨烯中，得到一種硅和石墨烯復(fù)合物。SiOx納米粒子被多層石墨烯包裹，SiOx在石墨烯中均勻無(wú)團(tuán)聚分布，使這種復(fù)合材料具有高的機(jī)械強(qiáng)度和高的振實(shí)密度。該復(fù)合材料擁有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，在1 A/g倍率下循環(huán)1000 周后仍有780mAh/g 的比容量。
Xu Q,Sun J K, Yu Z L, et al. SiOx Encapsulated in GrapheneBubble Film: An Ultrastable Li‐Ion Battery Anode[J]. Advanced Materials, 2018: 1707430.
HAN等合成了一種三維新型液態(tài)金屬和硅的納米復(fù)合物。液態(tài)金屬具有流動(dòng)性和自我修復(fù)能力，硅在循環(huán)過(guò)程中相當(dāng)于一直處于一個(gè)三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，因此這種材料具有優(yōu)異的電化學(xué)性能。在8 A/g 的倍率下循環(huán)1500 周后仍有968 mA·h/g 的比容量，容量保持率高達(dá)81.3%，且首周庫(kù)侖效率高達(dá)95.92%。
Han B, Yang Y, Shi X, et al. Spontaneous repairing liquidmetal/Si nanocomposite as a smart conductive-additive-free anode for lithium-ion battery[J]. Nano Energy, 2018, 50: 359-366.
HE等合成了一種Zn2(GeO4)0.8(SiO4)0.2納米線(xiàn)，這種硅材料可以有效地抑制體積膨脹，因此表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能，在 0.2 A/g 的倍率下循環(huán)700周仍有1274 mA·h/g的比容量，在5 A/g倍率下循環(huán)2000 周容量衰減率僅為0.008%。這種納米線(xiàn)不僅具有高的反應(yīng)活性和可逆性，而且具有應(yīng)力釋放特性。
He T, Feng J, Zhang Y, et al. Stress‐Relieved Nanowires by Silicon Substitution for High‐Capacity and Stable Lithium Storage[J]. Advanced Energy Materials, 2018, 8(14): 1702805.
KIM等合成了一種用于硅和硅石墨復(fù)合電極的兩性藻酸鹽黏結(jié)劑。這種結(jié)構(gòu)由疏水和親水兩部分結(jié)構(gòu)組成，具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種藻酸鹽黏結(jié)劑能促進(jìn)電極成分在電極中的均勻分布，增強(qiáng)對(duì)集流體的附著力，因此提高了硅和硅石墨混合電極的循環(huán)性。
Kim S, Jeong Y K, Wang Y, et al. A “Sticky” Mucin‐Inspired DNA‐Polysaccharide Binder for Silicon and Silicon–Graphite Blended Anodes in Lithium‐Ion Batteries[J]. Advanced Materials, 2018: 1707594.
Liu等制備出了一種高品質(zhì)硅烯納米片。所得硅烯納米片有很好的分散性，只有單層或幾層，結(jié)晶度優(yōu)良。這種硅烯納米片表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能，在0.1 A/g 倍率下循環(huán)1800 周后仍有721 mA·h/g的比容量，接近其理論容量。
Liu J, Yang Y, Lyu P, et al. Few‐Layer Silicene Nanosheets with Superior Lithium‐Storage Properties[J]. Advanced Materials, 2018, 30(26): 1800838.
Zeng等制備了具有高離子和電子電導(dǎo)的復(fù)合粘結(jié)劑，并研究該復(fù)合粘結(jié)劑對(duì)Si性能的影響。該復(fù)合粘結(jié)劑主要由具有鋰離子電導(dǎo)的聚環(huán)氧乙烷和聚乙烯亞胺以及具有電子電導(dǎo)的聚3,4-乙撐二氧噻吩和聚苯乙烯磺酸鈉組成。該Si負(fù)極在1 A/g的電流密度下，具有超過(guò)2000 mAh/g的可逆比容量，且可穩(wěn)定循環(huán)500周，在8 A/g的高電流密度下，可逆比容量仍高達(dá)1500 mAh/g.
Zeng W, Wang L, Peng X, et al. Enhanced Ion Conductivity in Conducting Polymer Binder for High‐Performance Silicon Anodes in Advanced Lithium‐Ion Batteries[J]. Advanced Energy Materials, 2018, 8(11): 1702314.
Son等合成了不同內(nèi)部空間的一維硅基納米結(jié)構(gòu)，并分析了空隙率及其在納米硅內(nèi)部的分布程度對(duì)納米硅充放電過(guò)程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響。多孔硅納米線(xiàn)可以在嵌鋰和脫離過(guò)程中硅粉化程度最小，結(jié)構(gòu)完整性保持最好。這種多孔結(jié)構(gòu)明顯改善了硅的緩沖空間分布、電化學(xué)表面積分布以及Li擴(kuò)散特性，因此其對(duì)電池的循環(huán)性能有顯著提升。
Son Y, Sim S, Ma H, et al. Exploring Critical Factors Affecting Strain Distribution in 1D Silicon‐Based Nanostructures for Lithium‐Ion Battery Anodes[J]. Advanced Materials, 2018, 30(15): 1705430.
Zhang等以泡沫鎳為基底通過(guò)化學(xué)氣相沉積的方法合成了一種以銅為核心，依次包覆著硅和鍺的納米線(xiàn)陣列。這種納米線(xiàn)陣列在2 C倍率下循環(huán)3000周仍有81%的容量保持率。由于這種特殊結(jié)構(gòu)，銅和鍺能夠增強(qiáng)其電子電導(dǎo)，銅與硅之間的間隙能緩解硅的體積膨脹，鍺能夠增強(qiáng)鋰離子的傳輸速率。
Zhang Q, Chen H, Luo L, et al. Harnessing the concurrent reaction dynamics in active Si and Ge to achieve high performance lithium-ion batteries[J]. Energy &Environmental Science, 2018, 11(3): 669-681.
Basu等證明了在硅與集流體之間加入鉻夾層等助粘劑并不能解決硅薄膜負(fù)極從集流體表面脫落的問(wèn)題，而通過(guò)在硅薄膜和集流體之間設(shè)計(jì)范德華力界面可以獲得更好的電化學(xué)穩(wěn)定性，以石墨烯涂層為例，硅薄膜在鋰/脫硅作用下會(huì)與集流體發(fā)生滑動(dòng)，同時(shí)保持與集流體的電接觸。
BasuS, Suresh S, Ghatak K, et al. Utilizing van der Waals slippery interfaces to enhance the electrochemical stability of Silicon film anodes in Lithium-ion batteries[J]. ACS applied materials& interfaces,2018, 10(16): 13442-13451.
Wang等測(cè)量了不同SOC和不同循環(huán)周數(shù)過(guò)后的Si負(fù)極的楊氏模量和硬度，液態(tài)和固態(tài)電解質(zhì)體系都進(jìn)行了研究。在兩個(gè)體系中，嵌鋰后的電極楊氏模量和硬度都有增加，在一個(gè)完整的循環(huán)中，其變化不能完全可逆，而是會(huì)有類(lèi)似磁滯回線(xiàn)的效應(yīng)。粘結(jié)劑的存在使得液態(tài)體系中電極的楊氏模量和硬度都比固態(tài)體系中高。隨著循環(huán)周數(shù)的增加，完全嵌鋰態(tài)和脫鋰態(tài)的極片上述兩個(gè)指標(biāo)都在增加，表明電池由于不可逆的體積變化逐漸機(jī)械失效。
WangY, Zhang Q, Li D, et al. Mechanical Property Evolution of Silicon Composite Electrodes Studied by Environmental Nanoindentation[J]. Advanced Energy Materials, 2018, 8(10): 1702578.
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詹元杰, 武懌達(dá), 趙俊年, 等. 鋰電池百篇論文點(diǎn)評(píng) (2018.6. 1-2018.7. 31)[J]. 儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù), 7(5): 869-880.
起文斌, 張華, 金周, 等. 鋰電池百篇論文點(diǎn)評(píng) (2018.04. 1—2018.05. 31)[J]. 儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù), 2018.
