硅基负极具有理论容量高、工作电位低、环境友好、丰度高等优点,被认为是下一代锂离子电池中最有希望替代石墨负极的材料之一.然而,硅负极在脱嵌锂过程中体积膨胀大、界面反应剧烈是制约其进一步实际应用的关键问题.合理设计硅纳米结构有助于解决这些问题.本文首先介绍了高容量锂电池用纳米硅负极的基本科学问题,然后重点介绍了其设计、制备、原位表征和失效机理等方面的最新进展,总结到目前为止关键的经验以促进硅负极在实际锂电池中的应用.最后展望了硅负极未来的发展和挑战.
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