碳纳米管提升氧化亚硅负极稳定性的起源（英文）

作者：周军华; 王佳琪; 施启涛; 连雪玉; 刘玉; 刘立军; Alicja Bachmatiuk; 孙靖宇; 杨瑞枝; Jin-Ho Choi; Mark H.Rümmeli^*

来源：Science China-Materials, 2023, 66(09): 3461-3467.

高容量的SiO (SO)合金基材料是最有希望的下一代锂离子电池负极之一.使用碳纳米管(CNTs)导电添加剂,虽然可以有效地解决SO较差的循环寿命这一难题,然而除了动力学因素之外,其它潜在的作用机理目前仍不明确.在本工作中,一系列的测试结果表明CNTs可以使电极在循环后依然维持完整的导电网络,确保均匀的电化学反应.CNTs也使得电极局部的体积膨胀得到了抑制,从而避免了固态电解质界面的不断生长,活性材料从集流体剥离,甚至析锂.得益于CNTs的上述作用, SO-CNTs负极在0.5 C (1 C=1600 mA g-1)下可以稳定循环200次,其容量保持率为96.2%. CNTs的作用机理也进一步地在商业化的SO/石墨复合负极(SO650-CNTs, 1 C=650 mA g-1)中得到了验证,SO650-CNTs在1 C下循环400次后容量保持率为80.6%.本工作为导电添加剂的作用机理提出了新的见解,并将有助于加速合金类负极的商业化进程.