Fe²⁺修饰碳包覆SiOx负极

首次库伦效率大幅提升

通过Fe²⁺削弱Si-O键并原位生成导电中间体，同时提升导电性、体积缓冲和可逆容量。

周小中 · Yan-Yan, Zhang · Nuoqian, Yan · Jiangwei, Deng · 雷自强

ACS Applied Materials & Interfaces 2024

具体参数

倍率容量

{'zh': '354', 'en': '354'} mA h g⁻¹

循环容量

{'zh': '552.4', 'en': '552.4'} mA h g⁻¹

技术优势

Si–O键更容易断开

Fe²⁺改性削弱了Si–O的键能，让锂化/脱锂反应更可逆，直接提升首次库伦效率。

碳层包得更均匀

Fe²⁺的存在诱导碳前驱体在颗粒表面均匀分散，形成完整的导电网络和机械保护层。

一边循环一边“自修复”

原位生成的导电Fe基中间体不断补充电接触、缓冲体积膨胀，维持电极结构完整性，让长循环不崩。

应用场景

• 硅基负极：替代纯Si或普通SiOx，提升首次效率和循环，可直接沿用现有浆料涂布工艺。
• 高能量密度锂电池：高容量SiOx搭配高电压正极，拉高电芯能量密度，且循环衰减慢。
• 固态电池负极：碳包覆和原位导电中间体可缓冲体积变化，降低固态界面应力。
• 钠离子电池负极：SiOx在钠电中容量本征低，但Fe²⁺削弱Si–O键的策略可能移植到其他氧化物负极。