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硅（Si）作為下一代高能量密度鋰離子電池（LIB）的可行陽極具有巨大前景。然而，其較差的離子/電子電導率和循環過程中顯著的體積變化導致LIB性能迅速惡化。近日，廈門大學張橋保報道了一種新型多功能涂層，其特征是超細SiO₂納米粒子（<7 nm）在Si納米粒子上嵌入碳（稱為Si@uSiO₂-C)。

本文要點：

1) 這種獨特的uSiO₂-C涂層提供了高效的電子和離子傳輸途徑，同時還提高了界面穩定性，減輕了循環過程中的體積變化，從而增強了材料的導電性和結構完整性，這得到了實驗和計算研究的證實。

2) 此外，uSiO₂-C涂層中豐富的界面促進了Li⁺的傳輸，均勻分布的超細SiO₂納米粒子賦予了高電化學反應性和機械穩定性。因此Si@uSiO₂-C陽極在0.2 a g^?1下實現了2093 mAh g^?l的高可逆容量，初始庫侖效率高達88.3%，具有優異的倍率性能和耐用性。與商用LiFePO₄陰極配對的全電池具有很高的循環性能，在4 C下500次循環中保持了80%的容量保持率。

參考文獻：

Zhefei Sun et.al High-Performance Silicon Anodes Enabled by Multifunctional Ultrafine Silica Nanoparticle-Embedded Carbon Coatings for Lithium-Ion Batteries Adv. Energy Mater. 2025

DOI: 10.1002/aenm.202500189

https://doi.org/10.1002/aenm.202500189