自锂化硅碳中间层

800次循环70%保持率

通过自锂化形成的Li–Si合金与碳层构建均匀的电子-离子传输网络，实现紧密界面接触与无枝晶锂沉积。

Nailu, Shen · Feng, Jiang · Jia-Xin, Guo · Du, Yunfei · Zhao-Yu, Qu · Shen, Xin · Zhou Y. · Lyu, Zhiyang · Guohui, Xiao · 程新兵 · 吴宇平

Advanced Functional Materials 2025

具体参数

循环保持率

{'zh': '70.28', 'en': '70.28'} %

循环保持率

{'zh': '80.9', 'en': '80.9'} %

极限工作面容

{'zh': '6.9', 'en': '6.9'} mAh cm⁻²

技术优势

自锂化一步构建合金导体

硅在接触锂金属时自发形成Li–Si合金，无需额外电化学预处理或高温步骤，直接生成稳定的电子‑离子混合导电网络。

碳网络均匀化电荷分布

纳米碳层包覆硅颗粒并连接成贯穿网络，避免局部电流集中，抑制锂枝晶成核。

高面容下仍可稳定循环

在3.4 mAh cm⁻²的面容下循环200次保持80.9%容量，且在6.9 mAh cm⁻²的极端负载下仍能正常工作，证明界面适于实用化正极。

应用场景

• 全固态锂电池：直接用作硫化物电解质与锂金属之间的界面层，消除固态电池的核心界面失效。
• 固态电池界面工程：以自发合金化与碳网络协同重塑界面，替代依赖外场或额外涂层的复杂界面工艺。
• 高能量密度储能：支持6.9 mAh cm⁻²超高正极负载，为高比能电芯设计提供可行的负极界面方案。
• 电池安全与长寿命：通过无枝晶界面与紧密接触保障800次长循环，从根源提升电池安全与寿命。