梯度多屏障硅碳负极

高能量密度全电池

通过MOF与石墨烯构建梯度多屏障保护结构，实现钴原子级锚定与界面稳定，同时提升倍率与循环性能。

Henglong, Ren · Yin, Yang · Lu, Changbo · 马信龙 · Li Y.

Advanced Functional Materials 2026

具体参数

全电池能量密度（LFP）

{'zh': '510.5', 'en': '510.5'} Wh kg⁻¹

全电池能量密度（NCM811）

{'zh': '434.1', 'en': '434.1'} Wh kg⁻¹

容量保持率

{'zh': '93.8', 'en': '93.8'} %

技术优势

钴原子级锚定

MOF衍生的均匀金属位点使钴在硅基体中原子级分散，避免合金团聚，提升合金化效率。

界面反应稳定

梯度多功能碳层稳定电极/电解质界面反应，抑制副反应，从而改善循环性能。

高能量密度

与LFP或NCM811正极配对的全电池分别实现510.5和434.1 Wh kg⁻¹的能量密度，满足高比能需求。

长循环寿命

S/CS@CG/石墨||LFP全电池在1 C下200次循环后容量保持率高达93.8%，衰减极小。

应用场景

• 锂离子电池：提供高能量密度负极，提升电池整体比能。
• 硅基负极：用梯度碳层和原子级钴锚定解决硅的体积膨胀和导电性问题。
• 电池组集成：高比能负极有助于减少电芯数量，简化成组设计。
• 可穿戴设备电池：高能量密度和长循环使小型电池更耐用。