近日，我室孙林博士团队在国际知名期刊Chemical Engineering Journal上发表题为“Interfacial engineering of porous SiOx@C composite anodes toward high-performance lithium-ion batteries”的研究论文（Chemical Engineering Journal, 2023, 474, 145960，中科院一区TOP期刊，影响因子15.1）。
图1. pSiOX@C复合材料的制备流程图以及形貌、元素组成分析
该工艺首先由3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)与对苯二甲醛反应，在温和条件下通过缩合反应生成白色沉淀(称为PHS-TA)。随后，通过受控的热解辅助锌热还原反应获得pSiOx@C复合材料。所设计的pSiOx@C结构具有几个显著的特点:1)碳包覆层来源于原位修饰的有机基团，如对苯二甲醛中的苯环和APTES中的氨丙基。形成连续而均匀的碳层，从而利于具有优异性能SEI膜的形成，有效避免活性材料直接暴露在具有腐蚀性的电解液中。此外，一定量的氮掺杂也能提高活性材料的导电性。ii)多孔结构和氧化物的存在有效缓解了充放电循环过程中的体积变化，促进了锂离子和电子的快速扩散，从而提高了电池的快速充放电性能。iii)反应条件温和，在相对较低的温度下可以得到低价态的Si材料，避免了高温镁热还原反应条件苛刻且易产生副产物的缺点。当用作锂离子电池的负极材料时，pSiOx@C负极显示了优异的电化学性能。预锂化处理后其首圈库伦效率达到93.4%；可逆比容量超过900 mAh g-1；0.3 A g-1的电流密度下保持1300圈的稳定充放电循环。这项工作为微环境下碳包覆层对硅基负极电化学行为的影响提供了一定的参考，为高能量密度硅基负极材料的发展提供了有前景的制备方法。
图2. pSiOX@C负极锂电池的电化学性能表征
图3. SEI膜的组成分析
【文章链接】
Interfacial engineering of porous SiOx@C composite anodes toward high-performance lithium-ion batteries
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894723046910#f0035
