SCMs|将硅纳米颗粒限域在多壳层空心球：一种提升循环稳定性的有效策略

单质硅是一种有潜力的高容量锂离子电池负极材料。然而，受限于充放电过程中巨大的体积膨胀，其循环性能并不理想。

近日，武汉理工大学周亮教授等人在Science China Materials发表研究论文，设计了一种独特的三组分复合负极材料（Si/Cr₂O₃/C），其中Si纳米颗粒被限域在碳包覆的氧化铬多层空心球（MSHSs)中。

本文要点：

1) 得益于Cr₂O₃/C基体的体积变化缓冲能力与优异的结构稳定性，将Si纳米颗粒封装在MSHSs中可以有效地提高其电化学性能。

2) 合理的结构设计赋予了Si/Cr₂O₃/C三组分复合材料高的可逆容量（在100 mA g^-1的电流密度下，比容量为1351 mA h g^-1）和稳定的循环性能（在500 mA g^-1的电流密度下，循环300次后比容量保持在716 mA h g^-1）。

这一工作提出了一种多壳层空心结构设计的新思路，以解决硅基负极材料循环性差的瓶颈。

文章信息

Du H., Yu R., Tan X., et al. Encapsulating Si nanoparticles in multi-shell hollow spheres: An effective approach to boost the cyclability. Sci. China Mater. (2023).

https://doi.org/10.1007/s40843-022-2370-1

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